高级系统架构师--第十章：计算机网络

10.1 计算机网络技术概述

计算机网络技术

10.2 组网技术

OSI七层模型

10.3 TCP/IP协议族

TCP-IP协议族

DHCP

DHCP

DNS

DNS

IPV6

特点

10.4 网络规划与设计

网络冗余设计

网络规划与设计

逻辑网络设计

物理网络设计

其他知识

交换机

	交换机的相关知识：
	交换机是基于MAC地址识别来封装转发数据包的网络设备；
	其初始MAC地址为空；
	收到数据帧，若没对应表项就广播转发	(数据泛洪)；
	能读取源地址添加MAC地址表项，表项动态增长；重启时地址表会清空。

交换机的四项功能：

• 集线功能：通过提供多个端口连接线缆，构建星状拓扑网络。
• 中继功能：转发帧时重新生成不失真电信号。
• 桥接功能：在内置端口使用相同转发和过渡逻辑。
• 隔离冲突功能：将局域网划分为多个冲突域，各有独立带宽，提升整体带宽利用效率 。

逻辑网络设计和物理网络设计

这段内容介绍了逻辑网络设计和物理网络设计相关知识：

• 逻辑网络设计依据需求分析和现有网络体系分析结果来设计结构，输出文档含逻辑网络图、IP地址方案等六项内容。
• 物理网络设计是逻辑网络的物理实现，根据逻辑网络确定物理连接等，输出内容有物理网络结构图等六项。

网络架构各层次

在网络架构中：

• 接入层：主要负责用户接入网络，还包括计费管理、MAC地址认证以及收集用户信息等功能 。
• 汇聚层：侧重于网络访问策略的控制，对数据包进行处理、过滤和寻址 。
• 核心层：重点是实现高速的数据交换，为保障稳定性，常采用冗余机制 。

TCP各阶段状态

• 连接建立：
  • LISTEN：监听远程TCP端口连接请求。
  • SYN - SENT：发送连接请求后，等待匹配的连接请求。
  • SYN - RECEIVED：收到并发送连接请求后，等待对方确认。
  • ESTABLISHED：连接成功建立，可进行数据传输。
• 连接中断：
  • FIN - WAIT - 1：等待远程TCP连接中断请求，或先前连接中断请求的确认。
  • FIN - WAIT - 2：等待远程TCP的连接中断请求。
  • CLOSE - WAIT：等待本地用户的连接中断请求。
  • CLOSING：等待远程TCP对连接中断的确认。
  • LAST - ACK：等待远程TCP对已发送的连接中断请求的确认。
  • TIME - WAIT：等待足够时间，确保远程TCP收到连接中断请求的确认。
  • CLOSED：无连接状态 。

DNS运行涉及的两种查询类型

• 迭代查询：A服务器向B服务器询问信息，B服务器告知相关C服务器，A再向C询问，若C又指向D，A继续询问，每次询问方都主动按线索找下一个服务器获取答案。
• 递归查询：A服务器向B服务器询问，B若不知答案，在其所知范围内找到C服务器查询，若C也不知再找D，直到得到答案，然后逐层回复给A 。

网络设备工作层次的

• 调制解调器工作于物理层，作用是进行模拟信号与数字信号的转换。
• 以太网交换机工作于数据链路层，依据以太帧地址转发数据帧。
• 集线器工作于数据链路层，收集端口数据帧并广播。
• 路由器工作于网络层，根据IP地址转发数据报，处理网络层协议 。

分组交换的两种实现方式

• 数据报分组交换：发送前准备好数据包，各数据包传输彼此独立，路由不同且互不影响，网络尽力交付但不保证分组不丢失和顺序，是不可靠、无连接服务，适合突发性短数据传输。
• 虚电路分组交换：发送前先建立逻辑连接，分组沿同一路径传输，通信结束拆除连接，能保证分组顺序和服务质量，不过对信息传输频率高、每次传输量小的用户不太适用，分组头开销小 。

网络拓扑结构

这段内容主要介绍网络拓扑结构的分类，指出网络按拓扑结构可分为总线型结构、环型结构、星型结构、树型结构和网状结构 。
相关介绍

局域网 网络分层结构

• 核心层：核心层的主要功能是高速转发数据包，提供可靠的骨干传输，实现网络的高速互联互通。它强调的是高速转发能力和可靠性，一般不进行数据包过滤和策略路由等操作，因为这些操作会增加核心层设备的处理负担，影响转发速度。
• 汇聚层：汇聚层处于核心层和接入层之间，主要完成路由汇总、协议转换、安全策略实施、流量的汇聚和访问控制等功能。它将接入层的流量进行汇聚和整理，然后转发到核心层。
• 接入层：接入层是用户设备接入网络的入口，负责收集用户信息，如用户IP地址、MAC地址、访问日志等，同时提供一部分管理功能，例如MAC地址认证、计费管理等，还为用户提供网络接入服务 。