第 2 篇 · 云的地基：服务器、存储、网络三大基础设施

上一篇我们建立了"分层全景图"。本篇放大最底层的 第 ① 层：物理基础设施。

云计算常说"资源池化"，被池化的资源其实就三类：计算（CPU/内存）、存储（磁盘）、网络（带宽/连接） 。

这三类资源在物理上分别由 服务器、存储设备、网络设备 提供。

本篇解决：这些硬件长什么样、关键技术是什么、每类技术解决什么问题、哪些是同类。

文章目录

[第 2 篇 · 云的地基：服务器、存储、网络三大基础设施](#第 2 篇 · 云的地基：服务器、存储、网络三大基础设施)
- 一、服务器：一切服务的载体
- - [1. 服务器是什么](#1. 服务器是什么)
  - [2. 服务器的三种硬件形态](#2. 服务器的三种硬件形态)
  - [3. 服务器的核心硬件](#3. 服务器的核心硬件)
  - - （1）CPU------性能的首要指标
    - [（2）内存------CPU 与硬盘之间的桥梁](#（2）内存——CPU 与硬盘之间的桥梁)
    - （3）硬盘------五类盘的对比（同类）
    - [（4）RAID 卡、网卡、电源/风扇](#（4）RAID 卡、网卡、电源/风扇)
  - [4. 服务器的两大关键管理技术](#4. 服务器的两大关键管理技术)
  - - [（1）BMC / IPMI------带外管理的核心](#（1）BMC / IPMI——带外管理的核心)
    - （2）BIOS
    - （3）热插拔与冗余
- 二、存储：数据如何被安全保存
- - [1. 存储架构的演进](#1. 存储架构的演进)
  - [2. ★ RAID：多块盘如何组合](#2. ★ RAID：多块盘如何组合)
  - - [常见 RAID 级别对比（核心，必背）](#常见 RAID 级别对比（核心，必背）)
  - [3. 存储的三种组网形态：DAS / NAS / SAN（同类对比）](#3. 存储的三种组网形态：DAS / NAS / SAN（同类对比）)
  - - 关键概念：LUN
    - [华为 OceanStor 的存储组织（对应实验）](#华为 OceanStor 的存储组织（对应实验）)
  - [4. 存储协议家族（同类辨析）](#4. 存储协议家族（同类辨析）)
  - [5. 块存储 / 文件存储 / 对象存储（三种数据服务形态）](#5. 块存储 / 文件存储 / 对象存储（三种数据服务形态）)
  - [6. 集中式存储 vs 分布式存储](#6. 集中式存储 vs 分布式存储)
  - [7. 存储多路径](#7. 存储多路径)
- 三、网络：设备如何互联与通信
- - [1. 网络是什么](#1. 网络是什么)
  - [2. ★ OSI 七层模型 vs TCP/IP 模型](#2. ★ OSI 七层模型 vs TCP/IP 模型)
  - [3. 数据的封装与解封装](#3. 数据的封装与解封装)
  - [4. IP 地址与子网](#4. IP 地址与子网)
  - [5. MAC 地址与 ARP](#5. MAC 地址与 ARP)
  - [6. 交换机（二层设备）](#6. 交换机（二层设备）)
  - [7. 路由器（三层设备）](#7. 路由器（三层设备）)
  - [8. ★ VLAN：把一个交换机逻辑隔离](#8. ★ VLAN：把一个交换机逻辑隔离)
  - [9. 常用协议与服务](#9. 常用协议与服务)
  - - [传输层：TCP vs UDP（同类）](#传输层：TCP vs UDP（同类）)
    - 应用层常见协议
    - NAT（网络地址转换）
  - [10. 网络架构](#10. 网络架构)
  - - 园区网典型四层架构
    - [云数据中心：Spine-Leaf 架构（资料延伸，重点）](#云数据中心：Spine-Leaf 架构（资料延伸，重点）)
- 四、本篇总结：三大资源如何被"池化"

一、服务器：一切服务的载体

1. 服务器是什么

服务器（Server）也是计算机的一种，但它比普通 PC 运行更快、负载更高、更稳定、价格更贵。它是为网络中的用户提供服务（文件、数据库、Web、应用等）的计算机。

服务器与普通 PC 的本质区别，体现在五大设计目标（RASUM）：

指标	英文	含义
R 可靠性	Reliability	能连续无故障运行多长时间
A 可用性	Availability	正常运行时间占总时间的百分比（如 99.99%）
S 可扩展性	Scalability	硬件可加配、软件可支持更多系统
U 易用性	Usability	软硬件易于维护和修复
M 可管理性	Manageability	可远程监控、告警、智能处理故障

2. 服务器的三种硬件形态

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同类：按形态划分
塔式服务器

像立式大机箱

扩展槽/硬盘多

适合小企业、入门
机架服务器

扁平抽屉式，1U/2U/4U

装进标准19英寸机柜

数据中心主流
刀片服务器

一块块插板

插进专用机箱

高密度、高性能计算

U（Unit）：机架高度单位，1U = 1.75 英寸（约 4.445 cm）。U 数越小越薄、密度越高。

3. 服务器的核心硬件

一台服务器的关键部件：CPU、内存、硬盘、RAID 卡、网卡、电源、风扇、主板。

（1）CPU------性能的首要指标

CPU 是运算和控制核心，由运算器（ALU）、控制器、寄存器组成。
服务器 CPU 有两大指令集架构（同类的两大阵营）：

架构	类型	特点	代表
x86	CISC（复杂指令集）	生态成熟、通用、性价比高，数据中心主流	Intel 至强 Xeon、AMD EPYC
ARM	RISC（精简指令集）	低功耗、多核、自主可控	华为鲲鹏 Kunpeng、飞腾、AWS Graviton

CISC 指令多而复杂，RISC 指令少而精、执行效率高。云计算规模下 ARM 因多核低功耗正在快速崛起（如华为 TaiShan 服务器基于鲲鹏）。

频率概念：主频（内部运算速度，GHz）、外频（主板基准频率）、倍频 = 主频 ÷ 外频 、总线频率（影响 CPU 与内存交换速度）。

（2）内存------CPU 与硬盘之间的桥梁

内存是 CPU 能直接寻址的主存储器，临时存放运算数据，速度远快于硬盘。
程序必须先调入内存才能运行。
配置原则：同一台服务器用相同型号的 DIMM；按 CPU 均衡对称插内存，才能获得最佳性能（不平衡会降速）。

（3）硬盘------五类盘的对比（同类）

类型	接口/转速	特点	年故障率
SATA	串行，7200 转	容量大、便宜，适合大容量冷数据	~2%
SAS	串行，1万/1.5万转	高性能、高可靠、兼容 SATA，企业级	<2%
NL-SAS	串行，7200 转	"企业级 SATA"，大容量、用于分级存储	~2%
SSD	固态，无机械结构	极快、低延迟、最贵	最低
NVMe SSD	PCIe 直连	走 PCIe 通道，速度数倍于普通 SSD	最低

衡量硬盘性能的两个核心指标：

IOPS ：每秒读写次数，适合随机小 I/O（如数据库 OLTP）；
吞吐量 / 带宽（MB/s） ：单位时间传输的数据量，适合顺序大 I/O（如视频编辑）。

参考量级（差异巨大）：SATA 盘约 330 IOPS / 200 MB/s，而 NVMe SSD 可达约 30 万 IOPS / 3500 MB/s。

（4）RAID 卡、网卡、电源/风扇

RAID 卡（阵列卡）：把多块硬盘组合成阵列，提升性能与可靠性，自带处理器（详见存储章节）。
网卡（NIC）：服务器接入网络的部件，形态有板载网卡、PCIe 标卡、灵活 IO 卡、Mezz 卡（刀片专用）。
电源 / 风扇 ：均支持冗余。电源冗余如 1+1（各担 50%，坏一个另一个担 100%）、2+1。

4. 服务器的两大关键管理技术

（1）BMC / IPMI------带外管理的核心

这是初学者最容易忽略但极其重要的功能：服务器关机、操作系统挂了，你仍然能远程管理它。

IPMI（智能平台管理接口） ：开放标准的硬件管理接口规格，不依赖操作系统进行底层硬件管理。
BMC（主板管理控制器）：IPMI 的核心，是一块独立芯片，负责采集温度/电压/风扇/电源状态、远程开关机、远程控制台（KVM over IP）、告警。
各厂商的 BMC 实现（同类）：
- 华为 iBMC（基于自研 Hi1710 芯片）
- Dell iDRAC
- HPE iLO
- 浪潮 ISBMC

带外管理 vs 带内管理：通过业务网络、依赖操作系统的管理叫"带内"（如 SSH）；通过独立 BMC 网口、独立硬件的管理叫"带外"。服务器运维主要靠带外管理，因为它在系统崩溃时依然可用。

（2）BIOS

BIOS（基本输入输出系统）：固化在主板上的程序，是操作系统内核与硬件之间的桥梁。
功能：开机检测与初始化硬件（POST） 、引导操作系统、电源管理、硬件诊断。
新版标准是 UEFI（传统 BIOS 的升级，支持更大磁盘、图形化、更快启动）。

（3）热插拔与冗余

热插拔（Hot-Swap）：不关机、不断电即可更换硬盘、网卡、电源等部件，是高可用的基础。
冗余（Redundancy）：关键部件（电源、风扇、网卡、甚至 CPU）做备份，单个故障不影响业务。

二、存储：数据如何被安全保存

数据是用户最重要的资产。存储技术的核心永远围绕两个目标：让数据存取更快（性能） 和 让数据不丢失（可靠/冗余）。

1. 存储架构的演进

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2. ★ RAID：多块盘如何组合

RAID（独立磁盘冗余阵列） ：把多块物理硬盘按一定方式组合成一个逻辑硬盘，目的是提升性能、提供数据冗余，或两者兼有。

RAID 有两种基本数据保护手段：

条带化（Striping） ：数据切成小块分散到多块盘并行读写 → 提升性能。
镜像（Mirroring） ：数据完整复制到另一块盘 → 提供冗余。
奇偶校验（XOR 异或） ：相同为 0、相异为 1，用校验值在盘坏后重建数据。

常见 RAID 级别对比（核心，必背）

级别	组成原理	最少盘数	可用容量	容错（允许坏几块）	特点 / 场景
RAID 0	纯条带，无校验	2	N 块盘之和	0 块（坏一块全丢）	速度最快、不安全，临时数据
RAID 1	纯镜像	2	一半（1 份容量）	每组允许坏 1 块	最可靠、容量利用率低，系统盘
RAID 5	条带 + 分布式校验	3	(N-1) 块盘	允许坏 1 块	兼顾性能与容量，最常用
RAID 6	条带 + 双校验（P+Q）	4	(N-2) 块盘	允许坏 2 块	大容量盘、重要数据
RAID 10	先镜像(1)再条带(0)	4	一半	每组允许坏 1 块	又快又安全、成本高，数据库

容量计算示例：4 块 1TB 盘做 RAID 5，可用 3TB；做 RAID 6，可用 2TB；做 RAID 10，可用 2TB；做 RAID 0，可用 4TB。

RAID 热备与重构：

热备盘（Hot Spare） ：RAID 组里一块盘坏了，备用盘自动顶替。
- 全局热备：一块备盘为所有 RAID 组共享；
- 专用热备：只服务某一个 RAID 组。
重构（Rebuild）：坏盘后，利用冗余数据（镜像/校验）在新盘上重建数据。

重要认知 ：RAID 防的是"磁盘物理故障 "，不能替代备份！误删、病毒、人为破坏（盘没坏、数据被改）时 RAID 无能为力。所以还需要备份、容灾。

3. 存储的三种组网形态：DAS / NAS / SAN（同类对比）

这是存储领域最核心的分类，判断依据是"存储怎么连服务器、给服务器的是块还是文件"。
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FC 或 iSCSI
FC 或 iSCSI
服务器A
存储阵列

(划分LUN)
服务器B
NAS 网络附加存储（文件级）
以太网 NFS/CIFS
以太网 NFS/CIFS
服务器A
NAS存储

(自带文件系统)
服务器B
DAS 直连存储
SCSI/SAS/FC 直连
服务器
磁盘/阵列

对比项	DAS	NAS	SAN
连接方式	SCSI/SAS/FC 直连	以太网（IP）	FC 网络 / IP 网络
数据类型	块级	文件级	块级
文件系统在哪	服务器上	NAS 存储上	服务器上
典型协议	SCSI、SAS	NFS、CIFS/Samba	FC、iSCSI
典型应用	任何、单机	文件共享、文件服务器	数据库、关键业务
优点	简单、兼容性好	易安装、成本低、可共享	高性能、高扩展、高可用
缺点	难管理、扩展差、利用率低	性能较低	FC-SAN 昂贵、配置复杂

SAN 又分两类（同类）：

FC-SAN ：用专用光纤网络 + FC 交换机，性能最高、成本高、配置复杂。
IP-SAN ：用以太网 + iSCSI 协议，复用成熟 IP 网络，成本低、扩展远，典型如视频监控。

关键概念：LUN

LUN（逻辑单元号） ：在 SAN 存储阵列中划分出来的一块"逻辑磁盘"。服务器看到的 LUN 就像一块本地裸硬盘，可以分区、格式化。
它是被分配的对象，不是独立产品。

华为 OceanStor 的存储组织（对应实验）

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硬盘域 Disk Domain

(把盘分组)
存储池 Storage Pool

(按RAID策略组织)
LUN 逻辑磁盘

(从池中划分)
LUN组
主机(用IQN标识)
主机组
映射视图

(把LUN组和主机组对应)

实验流程（华为 OceanStor 基础使用）：

配置业务接口 IP（存储和主机通信的网口）；
建硬盘域 → 存储池（选 RAID 策略）→ LUN → LUN 组；
建主机（填主机的 IQN 启动器）→ 主机组；
建映射视图，把 LUN 组和主机组映射起来；
主机端用 iSCSI 发起程序发现、登录目标，重新扫描即可看到新磁盘。

4. 存储协议家族（同类辨析）

协议	作用	承载	类型
SCSI	主机与本地磁盘通信的原始接口/命令集	本地总线	块
iSCSI	把 SCSI 命令封装进 TCP/IP 传输，用以太网做 SAN	IP 网络	块
FC	光纤通道，专用高速存储网络	光纤	块
FCoE	把 FC 帧封装进以太网，一根线同时跑 LAN 和 SAN	以太网	块
FCIP	用 IP 隧道连接两个异地 FC SAN	IP 网络	块
NFS	网络文件系统（类 Unix 共享文件）	IP 网络	文件
CIFS/Samba	Windows 风格的网络文件共享	IP 网络	文件

iSCSI 的两个角色：

Initiator（发起端） ：客户端，生成 SCSI 命令并封装成 iSCSI 报文，用唯一的 IQN 标识；
Target（目标端）：存储端，解析命令并执行读写。

Linux 端使用 iSCSI 的关键命令（对应实验）：

bash 复制代码

# 安装发起程序
yum install -y iscsi-initiator-utils
# 修改本机 IQN（/etc/iscsi/initiatorname.iscsi）
# 发现目标
iscsiadm -m discovery -t st -p 192.168.108.20
# 登录目标
iscsiadm -m node -T <目标IQN> -p 192.168.108.20 -l
# 之后 lsblk 即可看到新盘，格式化、挂载即可
# 持久化挂载要用 UUID + _netdev 选项（依赖网络）

5. 块存储 / 文件存储 / 对象存储（三种数据服务形态）

形态	组织方式	访问方式	扩展性	典型场景
块存储	直接给裸磁盘，开销最小、最快	iSCSI/FC	扩展困难	数据库、虚拟机磁盘
文件存储	目录树 + 文件，带文件系统	NFS/CIFS	受目录树限制（几十 PB）	文件共享、企业内部
对象存储	扁平命名空间，对象 = 数据 + 元数据 + 唯一 Key	HTTP/RESTful API	近乎无限	互联网、图片视频、备份归档

对象存储是云时代的主流（AWS S3、阿里云 OSS、华为 OBS），它综合了块的高速访问和文件的共享，且天然适合互联网。

6. 集中式存储 vs 分布式存储

对比	集中式存储	分布式存储
形态	一套专用存储设备（可能几个机柜）	多台通用服务器 + 软件
扩展	纵向加硬盘框，控制器性能是瓶颈	横向加节点，容量/性能线性扩展（可达数千节点）
管理	部署简单、无分布式协作问题	软件复杂，但资源弹性、利用率高
适用	传统企业关键业务	云计算、大规模、海量数据

华为 RAID 2.0+（块级虚拟化） ：把硬盘切成 4MB 的 CK（存储块），不同盘的 CK 按 RAID 策略组成 CKG，再切成 8KB 的 Grain 分配给 LUN。

好处：数据打散到所有盘，无热点、负载均衡 ；坏盘时所有盘一起参与重构（多对多），重构速度快、风险窗口小。

7. 存储多路径

服务器通常用多条链路连同一台存储（防止单条链路/网卡故障）。
多路径软件负责：故障时自动切换路径（高可用），并在多条路径间负载均衡。
类比：网卡绑定（bonding），都是"用多条路防止单点故障"。

三、网络：设备如何互联与通信

网络是一切平台、服务互联的基础。理解网络的钥匙是 OSI 分层模型 和 IP 地址。

1. 网络是什么

网络通信：终端设备之间通过计算机网络传递数据。
网络的最小构成：网卡、传输介质（网线/光纤）、交换/路由设备。
互联网（Internet）是世界最大的计算机网络，前身是 1969 年的 ARPAnet。

2. ★ OSI 七层模型 vs TCP/IP 模型

OSI 是理解网络的"理论框架"，TCP/IP 是互联网实际使用的"事实标准"。

OSI 七层（自上而下）	职责	数据单元	TCP/IP 对应
7 应用层	给应用程序提供网络接口	Data 数据	应用层
6 表示层	数据格式转换、加密、编码	数据	应用层
5 会话层	建立/管理/终止会话	数据	应用层
4 传输层	端到端传输、流量控制、重传	Segment 段	传输层
3 网络层	逻辑地址（IP）、路由转发	Packet 包	网络层
2 数据链路层	成帧、MAC 地址、差错检测	Frame 帧	数据链路层
1 物理层	传输比特流、电气机械规范	Bit 比特	物理层

记忆口诀（自下而上）：物数网传会表应（"物数网传会表应"）。

3. 数据的封装与解封装

发送方自上而下逐层加头部 （封装），接收方自下而上逐层拆头部（解封装）：
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应用数据 Data

TCP头 = Segment 段
IP头 = Packet 包
以太网头 + FCS尾 = Frame 帧
转为比特流 Bit 在介质传输
最终交给应用程序

**二层设备（交换机）**只看二层头（MAC）做"交换"；
**三层设备（路由器）**看三层头（IP）做"路由"。

4. IP 地址与子网

IP 地址：网络中标识设备接口的逻辑地址，用于寻址。
IPv4 为 32 bit，点分十进制（如 192.168.10.1），范围 0.0.0.0 ~ 255.255.255.255。
IP 地址 = 网络部分 + 主机部分 ，由子网掩码 区分。
- 掩码连续的 1 对应网络位，连续的 0 对应主机位。
- 写法：192.168.10.1/24（/24 表示前 24 位是网络位，掩码 255.255.255.0）。

有类地址（A/B/C/D/E）

类别	范围	默认掩码	用途
A 类	0.0.0.0 ~ 127.255.255.255	/8	大型网络（主机多）
B 类	128.0.0.0 ~ 191.255.255.255	/16	中型网络
C 类	192.0.0.0 ~ 223.255.255.255	/24	小型网络（主机少）
D 类	224.0.0.0 ~ 239.255.255.255	------	组播
E 类	240.0.0.0 ~ 255.255.255.255	------	研究保留

私网地址（必须记住）

私网地址只能在内部网络使用、可重复，不同私网通过 NAT 访问互联网：

A 类：10.0.0.0 ~ 10.255.255.255
B 类：172.16.0.0 ~ 172.31.255.255
C 类：192.168.0.0 ~ 192.168.255.255

可用地址数与子网划分

主机位为 n 位时，总地址数 2ⁿ，可用地址数 = 2ⁿ − 2 （减去网络地址和广播地址）。
- 例：/24 网络可用 254 个地址。
子网划分（VLSM 可变长子网掩码） ：把一个大网络切成多个小子网，按需分配、避免浪费。
- 例：C 类网络要 20 个子网、每个 5 台主机，需借 5 位做子网（2⁵=32 个子网），剩 3 位主机位（每子网 6 个可用地址）。

特殊地址

地址	含义
255.255.255.255	有限广播（本网段所有主机，不被路由器转发）
0.0.0.0	任意网络 / 本机（也是缺省路由）
127.0.0.1	环回地址，测试本机
169.254.x.x	DHCP 获取失败时的自动私有地址

5. MAC 地址与 ARP

MAC 地址 ：网卡的物理地址，48 bit / 12 位十六进制 （如 00-1E-10-DD-DD-02），出厂固化、全球唯一。
- 前 24 位是 OUI 厂商代码，后 24 位由厂商分配。
- 分单播、组播（第 8 bit 为 1）、广播（FF-FF-FF-FF-FF-FF）。
ARP（地址解析协议） ：已知对方 IP ，求其 MAC 地址。
- 主机先查本地 ARP 缓存，没有就广播 ARP 请求，目标主机单播 ARP 回复。

为什么同时需要 IP 和 MAC？ IP 基于网络拓扑分配、可变，用于跨网段路由；MAC 基于厂商固化、不变，用于同网段实际交付。网卡坏了换网卡不用改 IP；主机换网络改 IP 不用换网卡。

6. 交换机（二层设备）

交换机 ：距离终端最近，用于终端接入、在同网段内 基于 MAC 地址转发数据帧。
工作原理：
1. MAC 地址学习：收到帧，把"源 MAC ↔ 接收端口"记入 MAC 地址表；
2. 查表按目的 MAC 转发。
对帧的三种处理行为：
- 转发（Forwarding）：MAC 表查到目的端口，点对点送出；
- 泛洪（Flooding）：未知单播 / 广播帧，从除入端口外所有端口送出；
- 丢弃（Discarding）：目的端口就是入端口，丢弃。
每个端口是一个独立冲突域 （交换机隔离冲突域）；但所有端口默认属于一个广播域（交换机不隔离广播）。
动态 MAC 表项有老化时间（如华为默认 300 秒），过期删除。

7. 路由器（三层设备）

路由器 ：工作在网络层，连接不同网段 ，基于 IP 地址和路由表选择路径、转发数据包。
功能：维护路由表、运行路由协议、路径选择、隔离广播域、广域网接入、NAT。
路由条目包含：目的网络、掩码、出接口、下一跳。
路由分类：
- 直连路由：接口配置 IP 并 up 后自动生成；
- 静态路由：管理员手动配置，适合简单稳定网络，不能自动适应拓扑变化；
- 缺省路由（默认路由） ：0.0.0.0/0，匹配不到任何路由时使用，常用于企业出口；
- 动态路由（由路由协议自动学习，如 OSPF/BGP，本课程未展开）。

网关（Gateway）：本网段的"出口"，主机访问其他网段时把数据交给网关。网关的本质是主机上的一条默认路由，下一跳指向网关设备。

8. ★ VLAN：把一个交换机逻辑隔离

VLAN（虚拟局域网） ：把一个物理 LAN 在逻辑上划分成多个隔离的广播域。VLAN 内可通信、VLAN 间默认隔离，单播/组播/广播只在本 VLAN 内转发。

解决的问题：

传统交换机所有端口默认互通，无法控制（如 B 不能访问 A）；
广播范围大、安全性差、效率低。

VLAN 帧（802.1Q） ：在以太网帧中插入 4 字节 Tag，包含：

TPID（0x8100 标识这是 802.1Q 帧）、PRI（优先级 QoS）、CFI、VLAN ID（1~4094）。

三种端口类型（同类，按用途）：

端口	用途	能否通多 VLAN	收发 Tag 规则
Access	连 PC/服务器等终端	只属于 1 个 VLAN	进：无 Tag 帧打 PVID；出：剥 Tag
Trunk	交换机之间互联	通多个 VLAN	出：仅 PVID 对应 VLAN 剥 Tag，其余带 Tag
Hybrid	灵活（华为默认）	通多个 VLAN	可手动指定哪些 VLAN 带 / 不带 Tag

PVID（Port VLAN ID）：端口的缺省 VLAN，无 Tag 帧进入时被打上 PVID。默认 PVID=1。

VLAN 划分方式：基于接口（最常用）、基于 MAC、基于 IP 子网、基于协议、基于策略。

9. 常用协议与服务

传输层：TCP vs UDP（同类）

对比	TCP	UDP
连接	面向连接（先建立连接）	无连接
可靠性	可靠（确认、重传、流量/拥塞控制）	不可靠（靠上层保证）
头部开销	20~60 字节	8 字节
适用	文件传输、网页、要求可靠	视频/语音、实时、效率优先

应用层常见协议

协议	作用
HTTP/HTTPS	访问网页（超文本传输）
DNS	域名解析为 IP
DHCP	自动分配 IP / 网关 / DNS
FTP / TFTP	文件传输
Telnet	远程登录（明文，不安全）
SSH	安全远程登录（加密，替代 Telnet）
ICMP	网络控制 / 诊断（ping 基于它）

NAT（网络地址转换）

实现私网 IP ↔ 公网 IP 的转换，缓解公网 IP 不足、隐藏内部网络。
私有网络必须通过 NAT 才能访问互联网。

10. 网络架构

园区网典型四层架构

#mermaid-svg-8JqXBJpVSYCotaxP{font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;font-size:16px;fill:#333;}@keyframes edge-animation-frame{from{stroke-dashoffset:0;}}@keyframes dash{to{stroke-dashoffset:0;}}#mermaid-svg-8JqXBJpVSYCotaxP .edge-animation-slow{stroke-dasharray:9,5!important;stroke-dashoffset:900;animation:dash 50s linear infinite;stroke-linecap:round;}#mermaid-svg-8JqXBJpVSYCotaxP .edge-animation-fast{stroke-dasharray:9,5!important;stroke-dashoffset:900;animation:dash 20s linear infinite;stroke-linecap:round;}#mermaid-svg-8JqXBJpVSYCotaxP .error-icon{fill:#552222;}#mermaid-svg-8JqXBJpVSYCotaxP .error-text{fill:#552222;stroke:#552222;}#mermaid-svg-8JqXBJpVSYCotaxP .edge-thickness-normal{stroke-width:1px;}#mermaid-svg-8JqXBJpVSYCotaxP .edge-thickness-thick{stroke-width:3.5px;}#mermaid-svg-8JqXBJpVSYCotaxP .edge-pattern-solid{stroke-dasharray:0;}#mermaid-svg-8JqXBJpVSYCotaxP .edge-thickness-invisible{stroke-width:0;fill:none;}#mermaid-svg-8JqXBJpVSYCotaxP .edge-pattern-dashed{stroke-dasharray:3;}#mermaid-svg-8JqXBJpVSYCotaxP .edge-pattern-dotted{stroke-dasharray:2;}#mermaid-svg-8JqXBJpVSYCotaxP .marker{fill:#333333;stroke:#333333;}#mermaid-svg-8JqXBJpVSYCotaxP .marker.cross{stroke:#333333;}#mermaid-svg-8JqXBJpVSYCotaxP svg{font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;font-size:16px;}#mermaid-svg-8JqXBJpVSYCotaxP p{margin:0;}#mermaid-svg-8JqXBJpVSYCotaxP .label{font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;color:#333;}#mermaid-svg-8JqXBJpVSYCotaxP .cluster-label text{fill:#333;}#mermaid-svg-8JqXBJpVSYCotaxP .cluster-label span{color:#333;}#mermaid-svg-8JqXBJpVSYCotaxP .cluster-label span p{background-color:transparent;}#mermaid-svg-8JqXBJpVSYCotaxP .label text,#mermaid-svg-8JqXBJpVSYCotaxP span{fill:#333;color:#333;}#mermaid-svg-8JqXBJpVSYCotaxP .node rect,#mermaid-svg-8JqXBJpVSYCotaxP .node circle,#mermaid-svg-8JqXBJpVSYCotaxP .node ellipse,#mermaid-svg-8JqXBJpVSYCotaxP .node polygon,#mermaid-svg-8JqXBJpVSYCotaxP .node path{fill:#ECECFF;stroke:#9370DB;stroke-width:1px;}#mermaid-svg-8JqXBJpVSYCotaxP .rough-node .label text,#mermaid-svg-8JqXBJpVSYCotaxP .node .label text,#mermaid-svg-8JqXBJpVSYCotaxP .image-shape .label,#mermaid-svg-8JqXBJpVSYCotaxP .icon-shape .label{text-anchor:middle;}#mermaid-svg-8JqXBJpVSYCotaxP .node .katex path{fill:#000;stroke:#000;stroke-width:1px;}#mermaid-svg-8JqXBJpVSYCotaxP .rough-node .label,#mermaid-svg-8JqXBJpVSYCotaxP .node .label,#mermaid-svg-8JqXBJpVSYCotaxP .image-shape .label,#mermaid-svg-8JqXBJpVSYCotaxP .icon-shape .label{text-align:center;}#mermaid-svg-8JqXBJpVSYCotaxP .node.clickable{cursor:pointer;}#mermaid-svg-8JqXBJpVSYCotaxP .root .anchor path{fill:#333333!important;stroke-width:0;stroke:#333333;}#mermaid-svg-8JqXBJpVSYCotaxP .arrowheadPath{fill:#333333;}#mermaid-svg-8JqXBJpVSYCotaxP .edgePath .path{stroke:#333333;stroke-width:2.0px;}#mermaid-svg-8JqXBJpVSYCotaxP .flowchart-link{stroke:#333333;fill:none;}#mermaid-svg-8JqXBJpVSYCotaxP .edgeLabel{background-color:rgba(232,232,232, 0.8);text-align:center;}#mermaid-svg-8JqXBJpVSYCotaxP .edgeLabel p{background-color:rgba(232,232,232, 0.8);}#mermaid-svg-8JqXBJpVSYCotaxP .edgeLabel rect{opacity:0.5;background-color:rgba(232,232,232, 0.8);fill:rgba(232,232,232, 0.8);}#mermaid-svg-8JqXBJpVSYCotaxP .labelBkg{background-color:rgba(232, 232, 232, 0.5);}#mermaid-svg-8JqXBJpVSYCotaxP .cluster rect{fill:#ffffde;stroke:#aaaa33;stroke-width:1px;}#mermaid-svg-8JqXBJpVSYCotaxP .cluster text{fill:#333;}#mermaid-svg-8JqXBJpVSYCotaxP .cluster span{color:#333;}#mermaid-svg-8JqXBJpVSYCotaxP div.mermaidTooltip{position:absolute;text-align:center;max-width:200px;padding:2px;font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;font-size:12px;background:hsl(80, 100%, 96.2745098039%);border:1px solid #aaaa33;border-radius:2px;pointer-events:none;z-index:100;}#mermaid-svg-8JqXBJpVSYCotaxP .flowchartTitleText{text-anchor:middle;font-size:18px;fill:#333;}#mermaid-svg-8JqXBJpVSYCotaxP rect.text{fill:none;stroke-width:0;}#mermaid-svg-8JqXBJpVSYCotaxP .icon-shape,#mermaid-svg-8JqXBJpVSYCotaxP .image-shape{background-color:rgba(232,232,232, 0.8);text-align:center;}#mermaid-svg-8JqXBJpVSYCotaxP .icon-shape p,#mermaid-svg-8JqXBJpVSYCotaxP .image-shape p{background-color:rgba(232,232,232, 0.8);padding:2px;}#mermaid-svg-8JqXBJpVSYCotaxP .icon-shape .label rect,#mermaid-svg-8JqXBJpVSYCotaxP .image-shape .label rect{opacity:0.5;background-color:rgba(232,232,232, 0.8);fill:rgba(232,232,232, 0.8);}#mermaid-svg-8JqXBJpVSYCotaxP .label-icon{display:inline-block;height:1em;overflow:visible;vertical-align:-0.125em;}#mermaid-svg-8JqXBJpVSYCotaxP .node .label-icon path{fill:currentColor;stroke:revert;stroke-width:revert;}#mermaid-svg-8JqXBJpVSYCotaxP :root{--mermaid-font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;} 终端用户/PC
接入层

(二层交换机，终端接入)
汇聚层

(汇聚接入流量、策略)
核心层

(高速转发、路由)
出口层

(路由器/防火墙，连Internet)

云数据中心：Spine-Leaf 架构（资料延伸，重点）

传统三层架构（核心-汇聚-接入）在东西向流量（服务器之间）大、要求高时存在带宽和延迟瓶颈。云数据中心普遍采用 Spine-Leaf（叶脊）两层架构：
#mermaid-svg-KLD3azhe1m0qxoKX{font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;font-size:16px;fill:#333;}@keyframes edge-animation-frame{from{stroke-dashoffset:0;}}@keyframes dash{to{stroke-dashoffset:0;}}#mermaid-svg-KLD3azhe1m0qxoKX .edge-animation-slow{stroke-dasharray:9,5!important;stroke-dashoffset:900;animation:dash 50s linear infinite;stroke-linecap:round;}#mermaid-svg-KLD3azhe1m0qxoKX .edge-animation-fast{stroke-dasharray:9,5!important;stroke-dashoffset:900;animation:dash 20s linear infinite;stroke-linecap:round;}#mermaid-svg-KLD3azhe1m0qxoKX .error-icon{fill:#552222;}#mermaid-svg-KLD3azhe1m0qxoKX .error-text{fill:#552222;stroke:#552222;}#mermaid-svg-KLD3azhe1m0qxoKX .edge-thickness-normal{stroke-width:1px;}#mermaid-svg-KLD3azhe1m0qxoKX .edge-thickness-thick{stroke-width:3.5px;}#mermaid-svg-KLD3azhe1m0qxoKX .edge-pattern-solid{stroke-dasharray:0;}#mermaid-svg-KLD3azhe1m0qxoKX .edge-thickness-invisible{stroke-width:0;fill:none;}#mermaid-svg-KLD3azhe1m0qxoKX .edge-pattern-dashed{stroke-dasharray:3;}#mermaid-svg-KLD3azhe1m0qxoKX .edge-pattern-dotted{stroke-dasharray:2;}#mermaid-svg-KLD3azhe1m0qxoKX .marker{fill:#333333;stroke:#333333;}#mermaid-svg-KLD3azhe1m0qxoKX .marker.cross{stroke:#333333;}#mermaid-svg-KLD3azhe1m0qxoKX svg{font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;font-size:16px;}#mermaid-svg-KLD3azhe1m0qxoKX p{margin:0;}#mermaid-svg-KLD3azhe1m0qxoKX .label{font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;color:#333;}#mermaid-svg-KLD3azhe1m0qxoKX .cluster-label text{fill:#333;}#mermaid-svg-KLD3azhe1m0qxoKX .cluster-label span{color:#333;}#mermaid-svg-KLD3azhe1m0qxoKX .cluster-label span p{background-color:transparent;}#mermaid-svg-KLD3azhe1m0qxoKX .label text,#mermaid-svg-KLD3azhe1m0qxoKX span{fill:#333;color:#333;}#mermaid-svg-KLD3azhe1m0qxoKX .node rect,#mermaid-svg-KLD3azhe1m0qxoKX .node circle,#mermaid-svg-KLD3azhe1m0qxoKX .node ellipse,#mermaid-svg-KLD3azhe1m0qxoKX .node polygon,#mermaid-svg-KLD3azhe1m0qxoKX .node path{fill:#ECECFF;stroke:#9370DB;stroke-width:1px;}#mermaid-svg-KLD3azhe1m0qxoKX .rough-node .label text,#mermaid-svg-KLD3azhe1m0qxoKX .node .label text,#mermaid-svg-KLD3azhe1m0qxoKX .image-shape .label,#mermaid-svg-KLD3azhe1m0qxoKX .icon-shape .label{text-anchor:middle;}#mermaid-svg-KLD3azhe1m0qxoKX .node .katex path{fill:#000;stroke:#000;stroke-width:1px;}#mermaid-svg-KLD3azhe1m0qxoKX .rough-node .label,#mermaid-svg-KLD3azhe1m0qxoKX .node .label,#mermaid-svg-KLD3azhe1m0qxoKX .image-shape .label,#mermaid-svg-KLD3azhe1m0qxoKX .icon-shape .label{text-align:center;}#mermaid-svg-KLD3azhe1m0qxoKX .node.clickable{cursor:pointer;}#mermaid-svg-KLD3azhe1m0qxoKX .root .anchor path{fill:#333333!important;stroke-width:0;stroke:#333333;}#mermaid-svg-KLD3azhe1m0qxoKX .arrowheadPath{fill:#333333;}#mermaid-svg-KLD3azhe1m0qxoKX .edgePath .path{stroke:#333333;stroke-width:2.0px;}#mermaid-svg-KLD3azhe1m0qxoKX .flowchart-link{stroke:#333333;fill:none;}#mermaid-svg-KLD3azhe1m0qxoKX .edgeLabel{background-color:rgba(232,232,232, 0.8);text-align:center;}#mermaid-svg-KLD3azhe1m0qxoKX .edgeLabel p{background-color:rgba(232,232,232, 0.8);}#mermaid-svg-KLD3azhe1m0qxoKX .edgeLabel rect{opacity:0.5;background-color:rgba(232,232,232, 0.8);fill:rgba(232,232,232, 0.8);}#mermaid-svg-KLD3azhe1m0qxoKX .labelBkg{background-color:rgba(232, 232, 232, 0.5);}#mermaid-svg-KLD3azhe1m0qxoKX .cluster rect{fill:#ffffde;stroke:#aaaa33;stroke-width:1px;}#mermaid-svg-KLD3azhe1m0qxoKX .cluster text{fill:#333;}#mermaid-svg-KLD3azhe1m0qxoKX .cluster span{color:#333;}#mermaid-svg-KLD3azhe1m0qxoKX div.mermaidTooltip{position:absolute;text-align:center;max-width:200px;padding:2px;font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;font-size:12px;background:hsl(80, 100%, 96.2745098039%);border:1px solid #aaaa33;border-radius:2px;pointer-events:none;z-index:100;}#mermaid-svg-KLD3azhe1m0qxoKX .flowchartTitleText{text-anchor:middle;font-size:18px;fill:#333;}#mermaid-svg-KLD3azhe1m0qxoKX rect.text{fill:none;stroke-width:0;}#mermaid-svg-KLD3azhe1m0qxoKX .icon-shape,#mermaid-svg-KLD3azhe1m0qxoKX .image-shape{background-color:rgba(232,232,232, 0.8);text-align:center;}#mermaid-svg-KLD3azhe1m0qxoKX .icon-shape p,#mermaid-svg-KLD3azhe1m0qxoKX .image-shape p{background-color:rgba(232,232,232, 0.8);padding:2px;}#mermaid-svg-KLD3azhe1m0qxoKX .icon-shape .label rect,#mermaid-svg-KLD3azhe1m0qxoKX .image-shape .label rect{opacity:0.5;background-color:rgba(232,232,232, 0.8);fill:rgba(232,232,232, 0.8);}#mermaid-svg-KLD3azhe1m0qxoKX .label-icon{display:inline-block;height:1em;overflow:visible;vertical-align:-0.125em;}#mermaid-svg-KLD3azhe1m0qxoKX .node .label-icon path{fill:currentColor;stroke:revert;stroke-width:revert;}#mermaid-svg-KLD3azhe1m0qxoKX :root{--mermaid-font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;} Leaf 叶节点（接入/汇聚合一）
Spine 脊节点（核心交换层）
Spine1
Spine2
Spine3
Leaf1

(接服务器)
Leaf2
Leaf3
Leaf4

每个 Leaf 与每个 Spine 全互联 ，服务器之间最多经过 2 台设备（Leaf→Spine→Leaf），延迟稳定、无阻塞；
扩容只需加 Spine（提带宽）或加 Leaf（提容量），水平扩展，天然匹配云计算大规模、东西向流量大的特点。
云网络还广泛使用 VXLAN（在三层网络上"叠加"出大规模二层网络，解决 VLAN 只有 4094 个、无法跨三层的问题）。

四、本篇总结：三大资源如何被"池化"

#mermaid-svg-tPpPT6VeRUx8kChb{font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;font-size:16px;fill:#333;}@keyframes edge-animation-frame{from{stroke-dashoffset:0;}}@keyframes dash{to{stroke-dashoffset:0;}}#mermaid-svg-tPpPT6VeRUx8kChb .edge-animation-slow{stroke-dasharray:9,5!important;stroke-dashoffset:900;animation:dash 50s linear infinite;stroke-linecap:round;}#mermaid-svg-tPpPT6VeRUx8kChb .edge-animation-fast{stroke-dasharray:9,5!important;stroke-dashoffset:900;animation:dash 20s linear infinite;stroke-linecap:round;}#mermaid-svg-tPpPT6VeRUx8kChb .error-icon{fill:#552222;}#mermaid-svg-tPpPT6VeRUx8kChb .error-text{fill:#552222;stroke:#552222;}#mermaid-svg-tPpPT6VeRUx8kChb .edge-thickness-normal{stroke-width:1px;}#mermaid-svg-tPpPT6VeRUx8kChb .edge-thickness-thick{stroke-width:3.5px;}#mermaid-svg-tPpPT6VeRUx8kChb .edge-pattern-solid{stroke-dasharray:0;}#mermaid-svg-tPpPT6VeRUx8kChb .edge-thickness-invisible{stroke-width:0;fill:none;}#mermaid-svg-tPpPT6VeRUx8kChb .edge-pattern-dashed{stroke-dasharray:3;}#mermaid-svg-tPpPT6VeRUx8kChb .edge-pattern-dotted{stroke-dasharray:2;}#mermaid-svg-tPpPT6VeRUx8kChb .marker{fill:#333333;stroke:#333333;}#mermaid-svg-tPpPT6VeRUx8kChb .marker.cross{stroke:#333333;}#mermaid-svg-tPpPT6VeRUx8kChb svg{font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;font-size:16px;}#mermaid-svg-tPpPT6VeRUx8kChb p{margin:0;}#mermaid-svg-tPpPT6VeRUx8kChb .label{font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;color:#333;}#mermaid-svg-tPpPT6VeRUx8kChb .cluster-label text{fill:#333;}#mermaid-svg-tPpPT6VeRUx8kChb .cluster-label span{color:#333;}#mermaid-svg-tPpPT6VeRUx8kChb .cluster-label span p{background-color:transparent;}#mermaid-svg-tPpPT6VeRUx8kChb .label text,#mermaid-svg-tPpPT6VeRUx8kChb span{fill:#333;color:#333;}#mermaid-svg-tPpPT6VeRUx8kChb .node rect,#mermaid-svg-tPpPT6VeRUx8kChb .node circle,#mermaid-svg-tPpPT6VeRUx8kChb .node ellipse,#mermaid-svg-tPpPT6VeRUx8kChb .node polygon,#mermaid-svg-tPpPT6VeRUx8kChb .node path{fill:#ECECFF;stroke:#9370DB;stroke-width:1px;}#mermaid-svg-tPpPT6VeRUx8kChb .rough-node .label text,#mermaid-svg-tPpPT6VeRUx8kChb .node .label text,#mermaid-svg-tPpPT6VeRUx8kChb .image-shape .label,#mermaid-svg-tPpPT6VeRUx8kChb .icon-shape .label{text-anchor:middle;}#mermaid-svg-tPpPT6VeRUx8kChb .node .katex path{fill:#000;stroke:#000;stroke-width:1px;}#mermaid-svg-tPpPT6VeRUx8kChb .rough-node .label,#mermaid-svg-tPpPT6VeRUx8kChb .node .label,#mermaid-svg-tPpPT6VeRUx8kChb .image-shape .label,#mermaid-svg-tPpPT6VeRUx8kChb .icon-shape .label{text-align:center;}#mermaid-svg-tPpPT6VeRUx8kChb .node.clickable{cursor:pointer;}#mermaid-svg-tPpPT6VeRUx8kChb .root .anchor path{fill:#333333!important;stroke-width:0;stroke:#333333;}#mermaid-svg-tPpPT6VeRUx8kChb .arrowheadPath{fill:#333333;}#mermaid-svg-tPpPT6VeRUx8kChb .edgePath .path{stroke:#333333;stroke-width:2.0px;}#mermaid-svg-tPpPT6VeRUx8kChb .flowchart-link{stroke:#333333;fill:none;}#mermaid-svg-tPpPT6VeRUx8kChb .edgeLabel{background-color:rgba(232,232,232, 0.8);text-align:center;}#mermaid-svg-tPpPT6VeRUx8kChb .edgeLabel p{background-color:rgba(232,232,232, 0.8);}#mermaid-svg-tPpPT6VeRUx8kChb .edgeLabel rect{opacity:0.5;background-color:rgba(232,232,232, 0.8);fill:rgba(232,232,232, 0.8);}#mermaid-svg-tPpPT6VeRUx8kChb .labelBkg{background-color:rgba(232, 232, 232, 0.5);}#mermaid-svg-tPpPT6VeRUx8kChb .cluster rect{fill:#ffffde;stroke:#aaaa33;stroke-width:1px;}#mermaid-svg-tPpPT6VeRUx8kChb .cluster text{fill:#333;}#mermaid-svg-tPpPT6VeRUx8kChb .cluster span{color:#333;}#mermaid-svg-tPpPT6VeRUx8kChb div.mermaidTooltip{position:absolute;text-align:center;max-width:200px;padding:2px;font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;font-size:12px;background:hsl(80, 100%, 96.2745098039%);border:1px solid #aaaa33;border-radius:2px;pointer-events:none;z-index:100;}#mermaid-svg-tPpPT6VeRUx8kChb .flowchartTitleText{text-anchor:middle;font-size:18px;fill:#333;}#mermaid-svg-tPpPT6VeRUx8kChb rect.text{fill:none;stroke-width:0;}#mermaid-svg-tPpPT6VeRUx8kChb .icon-shape,#mermaid-svg-tPpPT6VeRUx8kChb .image-shape{background-color:rgba(232,232,232, 0.8);text-align:center;}#mermaid-svg-tPpPT6VeRUx8kChb .icon-shape p,#mermaid-svg-tPpPT6VeRUx8kChb .image-shape p{background-color:rgba(232,232,232, 0.8);padding:2px;}#mermaid-svg-tPpPT6VeRUx8kChb .icon-shape .label rect,#mermaid-svg-tPpPT6VeRUx8kChb .image-shape .label rect{opacity:0.5;background-color:rgba(232,232,232, 0.8);fill:rgba(232,232,232, 0.8);}#mermaid-svg-tPpPT6VeRUx8kChb .label-icon{display:inline-block;height:1em;overflow:visible;vertical-align:-0.125em;}#mermaid-svg-tPpPT6VeRUx8kChb .node .label-icon path{fill:currentColor;stroke:revert;stroke-width:revert;}#mermaid-svg-tPpPT6VeRUx8kChb :root{--mermaid-font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;} 物理资源
服务器 = 计算(CPU/内存)
存储 = 数据(磁盘/RAID)
网络 = 连接(带宽/路由)
下一步：用虚拟化技术

把它们抽象成资源池（第3篇）

请记住这些"同类"关系，避免混淆：

服务器形态：塔式 / 机架 / 刀片；
CPU 架构：x86(CISC) / ARM(RISC)；
硬盘：SATA / SAS / NL-SAS / SSD / NVMe；
存储组网：DAS / NAS / SAN；SAN 又分 FC-SAN / IP-SAN；
数据形态：块 / 文件 / 对象；
网络设备：交换机(二层/MAC) / 路由器(三层/IP)；
VLAN 端口：Access / Trunk / Hybrid；
传输协议：TCP / UDP。

下一篇 ：硬件是"死的"，如何让一台物理服务器变成多台、让分散的硬件变成统一管理的"资源池"？

我们进入 第 ②③ 层：操作系统与虚拟化------讲清楚 KVM、QEMU、libvirt、ESXi、vCenter、OpenStack、热迁移、快照这些技术各自的位置和原理。