1.9 計算機網絡

OSI/RM 七層模型

• 物理層
  • 二進制傳輸(中繼器、集線器) (typedef)
• 數據鏈路層
  • 傳送以幀為單位的信息(網橋、交換機、網卡)
• 網絡層
  • 分組傳輸和路由選擇(三層交換機、路由器)
  • ARP/RARP/IGMP/ICMP/IP
• 傳輸層
  • 端到端的連接(TCP/UDP)
  • 在前向糾錯系統中，當接收端檢測到錯誤后就根據糾錯編碼的規律自行糾錯，不需要重傳；在后向糾錯系統中，接收方會請求發送方重發出錯分組。
  • 在滑動窗口協議中，窗口的大小以及確認應答使得可以連續發送多個數據
• 會話層
  • 建立、管理和終止會話
• 表示層
  • 數據的格式與表達，加密、壓縮
• 應用層
  • 實現具體的應用功能

局域網和廣域網

局域網可以采用廣播通訊，廣域網不能采用廣播通訊。局域網工作在數據鏈路層，路由器會隔絕這些廣播數據。

網絡技術標準與協議

• TCP:SMTP(25)、POP3(110)、FTP(20/21)、HTTP(80)、Telnet(23)、https(443)
• UDP:DHCP(67)、TFTP(69)、SNMP(161)、DNS(53)
• DNS
  • 遞歸：服務器必須回答目標IP和域名的映射關系
  • 迭代：服務器收到一次查詢回復一次結果，這個結果不一定是目標IP與域名的映射關系。
  • 

分層設計

• 接入層：向本地網段提供用戶接入(需要首先設計,不需要模塊化)
• 匯聚層：網絡訪問策略控制、數據包處理、過濾、尋址(需要模塊化)
• 核心層：數據交換、高速轉發通訊只完成數據交換的特殊任務(需要模塊化)。

無線網

• 無線局域網(WLAN, 802.11,Wi-Fi)
• 無線城域網(WMAN, 802.16, WiMax)
• 無線廣域網(WWAN, 3G/4G)
• 無線個人網(WPAN, 802.15, BlueTooth)

網絡接入技術

有線接入：非對稱數字用戶電路(ADSL),下行比上行速度快

網絡存儲技術

• 直連式存儲(Direct Attached Storage, DAS)
  • 將存儲設備通過SCSI(小型計算機系統接口)電纜直接連接到服務器，通過IO總線。不帶有存儲操作系統。
• 網絡連接存儲(Network Attached Storage, NAS)
  • 通過網絡接口與網絡直接相連，以數據為中心，不需要依賴服務器可直接訪問數據。
• 存儲區域網絡(Storage Area Network, SAN)
  • 通過專用交換技術將磁盤陣列與服務器連接起來的高速專用子網

磁盤陣列

獨立磁盤冗余陣列(Redundant Array of Independent Disk, RAID)

• Raido(條塊化)：性能最高，井行處理，無元余，損壞無法恢復
• Raid1（鏡像結構）：可用性，可修復性好，僅有50%利用率
• Raid0 +1(Raid10):Raido與Raid1長處的結合，高效也可靠
• Raid3(奇偶校驗井行傳送)：N+1模式，有固定的校驗盤，壞一個盤可恢復
• Raid5(分布式奇偶校驗的獨立做盤)：N+1模式，無固定的校給盤
  • 如果有2塊80G的盤和1塊40G的盤，則以較小的盤的容量為計算方式，總容量為（3-1）×40=80G
• Raid6(兩種存儲的奇偶按驗)：N+2模式 ，無固定的檢驗盤，壞兩個盤可恢復

網絡生命周期

• 需求規范
• 通信規范
• 邏輯網絡設計
  • 主要完成網絡的邏輯拓撲結構、網絡編址、設備命名、交換及路由協議選擇、安全規劃、網絡管理等設計工作
  • 根據需求規范和通信規范，選擇一種比較適宜的網絡邏輯結構，并基于該邏輯結構實施后續的資源分配規劃、安全規劃等內容
• 物理網絡設計
  • 設備選型、結構化布線、機房設計及物理網絡設計相關的文檔規范
  • 根據邏輯結網絡設計的規范，確定設備的具體物理分布和運行范圍。
• 實施階段

IPv6

IPv6地址是IPv4的 2⁹⁶倍，IPv6一共128位，8*16Bit

物聯網

• 感知層：識別物體、 采集信息。如：二維碼：RFID、攝像頭、傳感器
• 網絡層：傳遞信息和處理信息。通信網與互聯網的融合網絡、網絡管理中心、信息中心和智能處理中心等
• 應用層：解決信息處理和人機交互的問題

云計算的特點與應用

特點

• 集成了大量計算機，規模達到成千上萬
• 各種軟硬件技術相結合
• 對客戶端的設備要求低
• 規模化效應

應用

• 軟件即服務(SaaS)
• 平臺即服務(PaaS)
• 基礎設施即服務(IaaS)