软考架构师笔记-计算机网络

1.9 计算机网络

OSI/RM 七层模型

• 物理层
  • 二进制传输(中继器、集线器) (typedef)
• 数据链路层
  • 传送以帧为单位的信息(网桥、交换机、网卡)
• 网络层
  • 分组传输和路由选择(三层交换机、路由器)
  • ARP/RARP/IGMP/ICMP/IP
• 传输层
  • 端到端的连接(TCP/UDP)
  • 在前向纠错系统中，当接收端检测到错误后就根据纠错编码的规律自行纠错，不需要重传；在后向纠错系统中，接收方会请求发送方重发出错分组。
  • 在滑动窗口协议中，窗口的大小以及确认应答使得可以连续发送多个数据
• 会话层
  • 建立、管理和终止会话
• 表示层
  • 数据的格式与表达，加密、压缩
• 应用层
  • 实现具体的应用功能

局域网和广域网

局域网可以采用广播通讯，广域网不能采用广播通讯。局域网工作在数据链路层，路由器会隔绝这些广播数据。

网络技术标准与协议

• TCP:SMTP(25)、POP3(110)、FTP(20/21)、HTTP(80)、Telnet(23)、https(443)
• UDP:DHCP(67)、TFTP(69)、SNMP(161)、DNS(53)
• DNS
  • 递归：服务器必须回答目标IP和域名的映射关系
  • 迭代：服务器收到一次查询回复一次结果，这个结果不一定是目标IP与域名的映射关系。
  • 

分层设计

• 接入层：向本地网段提供用户接入(需要首先设计,不需要模块化)
• 汇聚层：网络访问策略控制、数据包处理、过滤、寻址(需要模块化)
• 核心层：数据交换、高速转发通讯只完成数据交换的特殊任务(需要模块化)。

无线网

• 无线局域网(WLAN, 802.11,Wi-Fi)
• 无线城域网(WMAN, 802.16, WiMax)
• 无线广域网(WWAN, 3G/4G)
• 无线个人网(WPAN, 802.15, BlueTooth)

网络接入技术

有线接入：非对称数字用户电路(ADSL),下行比上行速度快

网络存储技术

• 直连式存储(Direct Attached Storage, DAS)
  • 将存储设备通过SCSI(小型计算机系统接口)电缆直接连接到服务器，通过IO总线。不带有存储操作系统。
• 网络连接存储(Network Attached Storage, NAS)
  • 通过网络接口与网络直接相连，以数据为中心，不需要依赖服务器可直接访问数据。
• 存储区域网络(Storage Area Network, SAN)
  • 通过专用交换技术将磁盘阵列与服务器连接起来的高速专用子网

磁盘阵列

独立磁盘冗余阵列(Redundant Array of Independent Disk, RAID)

• Raido(条块化)：性能最高，井行处理，无元余，损坏无法恢复
• Raid1（镜像结构）：可用性，可修复性好，仅有50%利用率
• Raid0 +1(Raid10):Raido与Raid1长处的结合，高效也可靠
• Raid3(奇偶校验井行传送)：N+1模式，有固定的校验盘，坏一个盘可恢复
• Raid5(分布式奇偶校验的独立做盘)：N+1模式，无固定的校给盘
  • 如果有2块80G的盘和1块40G的盘，则以较小的盘的容量为计算方式，总容量为（3-1）×40=80G
• Raid6(两种存储的奇偶按验)：N+2模式 ，无固定的检验盘，坏两个盘可恢复

网络生命周期

• 需求规范
• 通信规范
• 逻辑网络设计
  • 主要完成网络的逻辑拓扑结构、网络编址、设备命名、交换及路由协议选择、安全规划、网络管理等设计工作
  • 根据需求规范和通信规范，选择一种比较适宜的网络逻辑结构，并基于该逻辑结构实施后续的资源分配规划、安全规划等内容
• 物理网络设计
  • 设备选型、结构化布线、机房设计及物理网络设计相关的文档规范
  • 根据逻辑结网络设计的规范，确定设备的具体物理分布和运行范围。
• 实施阶段

IPv6

IPv6地址是IPv4的 2^96^倍，IPv6一共128位，8*16Bit

物联网

• 感知层：识别物体、 采集信息。如：二维码：RFID、摄像头、传感器
• 网络层：传递信息和处理信息。通信网与互联网的融合网络、网络管理中心、信息中心和智能处理中心等
• 应用层：解决信息处理和人机交互的问题

云计算的特点与应用

特点

• 集成了大量计算机，规模达到成千上万
• 各种软硬件技术相结合
• 对客户端的设备要求低
• 规模化效应

应用

• 软件即服务(SaaS)
• 平台即服务(PaaS)
• 基础设施即服务(IaaS)