系统架构设计师—计算机基础篇—计算机网络

网络互联模型

名称	功能	相关实现
应用层	处理网络应用	HTTP、Tenlent、FTP、SMTP、NFS
表示层	数据表示	JPEG、ASCII、GIF、DES、MPEG
会话层	互联主机通信	RPC、SQL
传输层	端到端连接	TCP、UDP、SPX
网络层	分组传输和路由选择	IP、IPX
数据链路层	传输以帧为单位的信息	IEEE802.3/2、HDLC、PPP、ATM
物理层	二进制传输	RS232、V.35、RJ-45

网络协议与标准

应用层协议

FTP协议

File Transport Protocol，文件传输协议。

是网络上两台计算机传送文件的协议，运行在TCP之上，是通过Internet将文件从一台计算机传输到另一台计算机的一种途径。

FTP在客户机和服务器之间需建立两条TCP连接：

1. 用于传送控制信息，端口号21。
2. 用于传送文件内容，端口号20。

TFTP协议

Trivial File Transfer Protocol，简单文件传输协议。

是用来在客户机与服务器之间进行简单文件传输的协议，提供不复杂、开销不大的文件传输服务。

TFTP建立在UDP之上，端口号69。

HTTP协议

Hypertext Transfer Protocol，超文本传输协议。

用于从WWW服务器传输超文本到本地浏览器的传送协议。

HTTP建立在TCP之上，端口号80。

HTTPS协议

Hypertext Transfer Protocol Secure，超文本加密传输协议。

以安全为目标的HTTP通道，在HTTP的基础上通过传输加密和身份认证保证传输过程的安全性。

HTTPS是在HTTP的基础上加入SSL，端口号443。

DHCP动态主机配置协议

Dynamic Host Configuration Protocol，动态主机配置协议。

通常被应用在大型的局域网络环境中，主要作用是集中的管理、分配IP地址，使网络环境中的主机动态的获得IP地址、网关地址、DNS服务器地址等信息，并能够提升地址的使用率。

在网络范围内可能存在多个DHCP服务器，各自负责不同的网段。也可能由同一个DHCP服务器，负责多个不同网段的地址分配。

DNS协议

Domain Name System，域名系统。

把主机域名解析为IP地址的系统。

PTR(Pointer Recored)负责将IP地址映射到域名。

迭代查询

查询得到的是其他服务器的引用，本地服务器就要访问被引用的服务器，做进一步的查询。

递归查询

查询方式要求服务器彻底进行域名解析，并返回最后的结果。

传输层协议

TCP	UDP
可靠的、面向连接的、字节流服务。	不可靠的、无连接的、面向报文。
首部开销20个字节。	首部开销8个字节。
具有差错校验和重传、流量控制、拥塞控制等功能。
适用于数据量比较少，且对可靠性要求高的场合。	数据量大，对可靠性要求不是很高，但要求速度快的场合。

网络层协议

IPV4协议

版本	IP协议版本，版本号为4.
首部长度	可表示的最大数值是15个单位，60字节。
区分服务	不同优先级服务质量不同，只有在使用区分服务时有效。
总长度	首部与数据之和的长度，最大长度为2^16-1=65535字节。
标识	唯一标识数据报的标识位。
标志	DF-不分片位，MF-片未完位。
片偏移	指明该段处于原来数据报中的位置。
生存时间	记为TTL(Time To Live)，指示数据报在网络中可通过的路由器的最大值。
协议	数据报携带的协议（TCP、UDP、IGMP等）。
首部检验和	只检验首部，不检验数据。采用16位二进制反码求和算法。
可选字段	可记录时间戳、通过路径、安全信息等。
填充	填充为4的倍数。

IPV6协议

版本	IP协议的版本，版本号为6.
流量分类	通信类型，相当于IPV4服务类型字段。
流标签	从源点到终点的一系列数据报，同一个流上的数据报标签相同，保证服务质量。
有效负载长度	除基本首部以外的字节数（所有扩展首部都算在有效负载内），最大值为64KB。
下一头部	相当于IPV4的协议字段或可选字段。
跳数限制	用于检测路由循环，路由器在转发数据报时对这个字段减1，变成0时，丢弃该数据报。

IPV6数据报的目的地址

1. 单播（unicast）：点对点通信。
2. 多播/组播（multicast）：一点对多点通信。
3. 任播（anycast）：新增类型，一对最近。

IPV4到IPV6的过渡技术

技术	说明
双协议栈技术	两种技术共存
隧道技术	在IPV4网络中部署隧道
NAT-PT技术	NAT-PT网管实现两种协议的转换翻译和地址的映射。

网络设计

分层设计

接入层

• 通常将网络中直接面向用户连接或访问网络的部分称为接入层，目的是允许终端用户连接到网络。
• 主要解决相邻用户之间的互访需求，并且为这些访问提供足够的带宽。
• 接入层还应当适当负责一些用户管理功能（如地址认证、用户认证、计费管理等），以及一些用户信息收集工作（如用户的IP地址、MAC地址、访问日志等）。

汇聚层

• 核心层和接入层的分界面，完成网络访问策略控制、数据包处理、过滤、寻址，以及其他数据处理的任务。
• 汇聚层交换机与接入层交互及比较，需要更高的性能、更少的接口和更高的交互速率。

核心层

• 网络主干部分称为核心层。
• 主要目的在于通过高速转发通信，提供优化、可靠的骨干传输结构。
• 核心层交换机应拥有更高的可靠性、性能和吞吐量。
• 核心层的设备采用双机冗余热备份是非常必要的，也可以使用负载均衡功能来改善网络性能。

网络布线

综合布线系统

一个用于传输语音、数据、影响和其他信息的标准结构化布线系统，是建筑物或建筑群的传输网络，它使语言和数据通信设备、交换设备和其他信息管理系统彼此相连接。

综合布线系统结构由6个独立的子系统。

工作区子系统

工作区内终端设备连接到信息插座之间的设备组成。

水平子系统

布置在同一楼层上，一端接在信息插座，另一端接在配线间的跳线架上。

它的功能是将干线子系统线路眼神到用户工作区，将用户工作区引至管理子系统。并为用户提供一个符合国际标准，满足语音及高速数据传输要求的信息点出口。

管理子系统

安装有线路管理器件及各种公用设备，实现整个系统集中管理。

它是干线子系统和水平子系统的桥梁，同时又可为同层组网提供条件。

垂直（干线）子系统

通常是由主设备间至各层管理间，特别是在位于中央店的公共系统设备处提供多个线路设施。

目的是实现计算机设备、程控交换机（PBX）、控制中心与各管理子系统间的链接，是建筑物干线电缆的路由。

设备间子系统

由设备间中的电缆、链接跳线架及相关支撑硬件、防雷电保护装置等构成。

建筑群子系统

将多个建筑物的数据通信信号连接成一体的布线系统。