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【高项笔记】day2.网络和网络协议


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网络标准与网络协议

网络协议是为计算机网络中进行数据交换而建立的规则、标准或约定的集合。

网络协议的三要素:语义、语法、时序。

OSI协议

OSI采用了分层的结构化技术,从下到上共分为7层:

  1. 物理层:该层包括物理联网媒介,如电缆连线连接器,该层的协议产生并检测电压以便发送和接受携带数据的信号。具体标准用RS232、V.35、RJ-45、FDDI
  2. 数据链路层:控制网络层和物理层之间的通信。主要功能是将网络层接收到的数据分割成待定的可悲物理传输的帧。常见的协议有IEE 802.3/2、HDLC、PPP、ATM
  3. 网络层:主要功能是将网络地址(如IP地址)翻译成对应的物理地址(如网卡地址),并决定如何将数据从发送方路由到接受方。在TCP/IP协议中,网络层的具体协议有IP、ICMP、IGMP、IPX、ARP、RARP等。
  4. 传输层:确保数据可靠、顺序、唔错地从A点传输到B点。提供端到端的错误恢复和流量控制。在TCP/IP协议中,具体协议有TCP、UDP、SPX
  5. 会话层:负责在网络中的两个节点之间建立和维持通信,以及提供交互会话的管理功能。如三种数据流的方向控制。常见的协议有:RPC、SQL、NFS
  6. 表示层:管理数据的解密加密、数据转换、格式化和文本压缩。常见的协议有JPEG、ASCII、GIF、DES、MPEG
  7. 应用层:负责对软件提供接口以使用程序访问网络服务。常见的协议有:HTTP、Telnet、FTP、SMTP

网络协议和标准

以太网规范IEEE802.3是重要的局域网协议,内容包括:

IEEE802.3------标准以太网------10Mb/s------传输介质为细同轴电缆

IEEE802.3u------快速以太网------100Mb/s------双绞线

IEEE802.3z------千兆以太网------1000Mb/s------光纤或双绞线

TCP/IP

TCP/IP是Internet的核心

应用层协议

FTP(文件传输协议)、TFTP(简单文件传输协议)、HTTP(超文本传输协议)、SMTP(邮件传输协议)、DHCP(动态主机配置协议)、Telnet(远程登录协议)、DNS(域名系统)、SNMP(简单网络管理协议)

传输层协议

传输层主要有两个协议,分别是TCP、UDP,负责提供流量控制、错误校验和排序服务

TCP:是整个TCP/IP协议族中最重要的协议之一,在IP协议提供不可靠的数据服务的基础上,采用了重发技术,为应用程序提供了一个可靠的、面向连接的、全双工的数据传输服务。TCP协议一般用于传输数据量比较少,且对可靠性要求高的场合。

UDP:是一种不可靠的、无连接的协议,可以保证应用程序进程间的通信,与TCP相比,UDP是一种无连接的协议。

TCP有助于提供可靠性,而UDP则有助于提高传输效率,UDP协议一般用于传输数据量大,对可靠性要求不是很高,但要求速度快的场合。

网络层协议

网络层协议主要有:IP,ICMP(国际报文控制协议),IGMP(网际组管理协议),ARP(地址解析协议),RARP(反向地址解析协议)。

网络设备

网络交换是指通过一定的设备,如交换机等,将不同的信号或者信号形式转换为对方可识别的信号类型从而达到通行目的的一种交换形式,常见的有数据交换、线路交换、报文交换和分组交换。

互联设备工作层次主要功能
中继器物理层对接受信号进行再生和发送,只起到扩展传输距离作用,对高层协议是透明的,但使用个数有限,例如,在以太网中只能使用4个
网桥数据链路层根据帧物理地址进行网络之间的信息转发,可以缓解网络通信繁忙度,提高效率。只能够连接相同MAC层的网络
路由器网络层通过逻辑地址进行网络之间的信息转发,可以完成异构网络之间的互联互通,只能连接使用相同的网络层协议的子网
网关高层(4~7)层最复杂的网络互联设备,用于连接网络层以上执行不同协议的子网
集线器物理层多端口中继器
二层交换机数据链路层是指传统意义上的交换机,多端口网桥
三层交换机网络层带路由功能的二层交换机
多层交换机高层(4~7)层带协议转换的交换机

网络存储技术

目前,主流的网络存储技术有三种,直接附加存储(DAS),网络附加存储(NAS)、存储区域网络(SAN)

直接附加存储

是将存储设备通过SCSI电缆直接连接到服务器,其本身就是硬件堆叠,存储操作依赖服务器,不带有任何的存储操作系统。

DAS的适用环境

  1. 服务器在地理分布上很分散,通过SAN(存储区域网络)或NAS(网络直接存储)在它们之间进行互连非常困难时(商店或银行的分支便是一个典型的例子);
  2. 存储系统必须被直接连接到应用服务器(如Microsoft Cluster Server或某些数据库使用的“原始分区”)上时;
  3. 包括许多数据库应用和应用服务器在内的应用,它们需要直接连接到存储器上,群件应用和一些邮件服务也包括在内。

网络附加存储(NAS)

NAS类似于一个专用的文件服务器,它去掉了通用服务器的大多数计算功能,而只提供文件系统功能,从而降低设备成本

NAS技术支持多种TCP/IP协议,主要是NFS(网络文件系统)和CIFS(通用internet文件系统)来进行文件访问,所以NAS的性能特点是进行小文件级的共享存取

NAS存储支持即插即用,可以在网络的任意位置建立存储。NAS可以很经济地解决存储容量不足的问题,但性能难以获得满意。

存储区域网络(SAN)

通过专用的交换机将磁盘阵列与服务器连接起来的高速专用子网,不是采用文件共享存取方式,而是采用块级别存储。

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