系统架构设计师 - 计算机网络(1)

计算机网络

计算机网络
- TCP/IP 协议簇
- - TCP与UDP ★★★
  - DHCP与DNS ★★★
  - - DNS 协议应用
    - DHCP 协议应用
- 网络规划与设计
- - 逻辑设计与物理设计 ★★★★
  - - 逻辑网络设计
    - 物理网路设计
  - 层次化网络设计
  - 网络冗余设计
- 网络存储 ★★
- - 网络存储方式
  - 磁盘阵列 - Raid

大家好呀！我是小笙，本章我主要分享系统架构设计师 - 计算机网络(1)知识，希望内容对你有所帮助！！

计算机网络

TCP/IP 协议簇

协议说明

协议名称	协议内容
POP3	110端口，邮件收取
SMTP	25端口，邮件发送
FTP	20数据端口/21控制端口，文件传输协议
HTTP	80端口，超文本传输协议，网页传输
DHCP	67端口，IP地址自动分配
SNMP	161端口，简单网络管理协议
DNS	53端口，域名解析协议，记录域名与1P的映射关系
TCP	可靠的传输层协议
UDP	不可靠的传输层协议
ICMP	因特网控制协议，PING命令来自该协议
IGMP	组播协议
ARP	地址解析协议，IP地址转换为MAC地址
RARP	反向地址解析协议，MAC地址转P地址

TCP与UDP ★★★

	TCP	UDP
共同点	基于IP协议的传输层协议，可以端口寻址	基于IP协议的传输层协议，可以端口寻址
不同点	面向连接（连接管理）、三次握手、流量控制、差错校验和重传、IP数据报按序接收（不丢失不重复〉、可靠性强、牺牲通信量、效率低	不可靠、无连接、错误检测功能弱，无拥塞控制、无流量控面向连接（连接管理）、三次制，有助于提高传输的高速率握手、流量控制、差错校验和性。不对无序引P数据报重新排序、不负责重传、不消除重复IP数据报、不对已收到的数据报进行确认、不负责建立或终止连接，这些由UDP进行通信的应用程序进行处理
相关协议	HTTP、FTP、Telnet、POP3、SMTP	DNS、DHCP、TFTP、SNMP

例题

1、以下关于网络控制的叙述，正确的是 在滑动窗口协议中，窗口的大小以及确认应答使得可以连续发送多个数据

由于TCP的窗口大小是固定的，所以防止拥塞的方法只能是超时重发
在前向纠错系统中，当接收端检测到错误后就要请求发送端重发出错分组
在滑动窗口协议中，窗口的大小以及确认应答使得可以连续发送多个数据
在数据报系统中，所有连续发送的数据都可以沿着预先建立的虚通路传送

DHCP与DNS ★★★

DNS 协议应用

主机向本地域名服务器的查询采用递归查询（递归查询：服务器必需回答目标IP与域名的映射关系，给出结果）
本地域名服务器向根域名服务器的查询通常采用迭代查询（迭代查询：服务器收到一次迭代查询回复一次结果，这个结果不一定是目标P与域名的映射
关系，也可以是其它DNS服务器的地址，给出线索）

域名查询顺序

浏览器输入域名：HOSTS → 本地DMS缓存 → 本地DNS服务器 → 根域名服务器 → 顶级域名服务器 → 权限域名服务器
主域名服务器接收到域名请求：本地缓存记录 → 区域记录 → 转发域名服务器 → 根域名服务器

例题

1、主机PC对某个域名进行查询，最终由该域名的授权域名服务器解析并返回结果，查询过程如下图所示。这种查询方式中不合理的是 根域名服务器采用递归查询，影响了性能

根域名服务器采用递归查询，影响了性能
根域名服务器采用迭代查询，影响了性能
中介域名服务器采用迭代查询，加重了根域名服务器负担
中介域名服务器采用递归查询，加重了根域名服务器负担

DHCP 协议应用

动态主机配置协议 DHCP

租约机制

客户机/服务器模型 C/S
租约默认为8天
当租约过半时，客户机需要向DHCP服务器申请续租
当租约超过87.5%时，如果仍然没有和当初提供IP的DHCP服务器联系上
则开始联系其他的DHCP服务器
可能存在无效地址（169.254.x.x）

分配方式

固定分配（管理员分配静态绑定固定的IP地址）
动态分配（为客户端分租期为无限长的IP地址）
自动分配（为客户端分配具有一定有效期限的IP地址）

例题

1、Web页面访问过程中，在浏览器发出HTTP请求报文之前不可能执行的操作是 发送请求信息，获取将要访问的Web应用

查询本机DNS缓存，获取主机名对应的IP地址
发起DNS请求，获取主机名对应的IP地址
发送请求信息，获取将要访问的Web应用
发送ARP协议广播数据包，请求网关的MAC地址

2、以下关于DHCP服务的说法中，正确的是 在一个园区网中可以存在多台DHCP服务器

在一个园区网中可以存在多台DHCP服务器
默认情况下，客户端要使用DHCP服务需指定DHCP服务器地址
默认情况下，DHCP客户端选择本网段内的1P地址作为本地地址
在DHCP服务器上，DHCP服务功能默认开启

网络规划与设计

需求分析：确定需求，包括：业务需求、用户需求、应用需求、计算机平台需求、网络通信需求等（产物：需求规范）
通信规范分析：现有的网络体系分析，估计和测量通信量及设备利用率（产物：通信规范）
逻辑网络设计：选择符合需求的设计，确定网络逻辑结构（产物：逻辑设计文档）
物理网络设计：将逻辑设计应用到物理空间，确定网络物理结构（产物：物理结构设计文档）
实施阶段：实现物理网络设计，安装和维护

逻辑设计与物理设计 ★★★★

逻辑网络设计

根据需求规范和通信规范，实施资源分配和安全规划

设计内容

网络结构的设计
物理层技术的选择
局域网技术的选择与应用
广域网技术的选择与应用
地址设计和命名模型
路由选择协议
网络管理
网络安全
逻辑网络设计文档

输出内容

逻辑网络设计图
IP 地址方案
客会管理方案
具体的软/硬件、广域网连接设备和基本的网络服务
招聘和培训网络员工的具体说明
对软/硬件费用、服务提供费用、员工和培训的费用初步估计

物理网路设计

确定具体的软/硬件、连接设备、布线和服务的部署方案

输出内容

网络物理结构图和布线方案
设备和部件的详细列表清单
软硬件和安装费用的估算
安装日程表，详细说明服务的时间以及期限
安装后的测试计划
用户的培训计划

例题

1、网络系统生命周期可以划分为5个阶段，实施这5个阶段的合理顺序是 需求规范、通信规范、.逻辑网络设计、物理网络设计、实施阶段

需求规范、通信规范、.逻辑网络设计、物理网络设计、实施阶段
需求规范、逻辑网络设计、通信规范、物理网络设计、实施阶段
通信规范、物理网络设计、需求规范、逻辑网络设计、实施阶段
通信规范、需求规范、逻辑网络设计、物理网络设计、实施阶段

2、网络开发过程中，物理网络设计阶段的任务是 依据逻辑网络设计的功能要求，确定设备的具体物理分布和运行环境

依据逻辑网络设计的功能要求，确定设备的具体物理分布和运行环境
分析现有网络和新网络的各类资源分布，掌握网络所处状态
根据需求规范和通信规范，实施资源分配和安全规划
理解网络应该具有的功能和性能，最终设计出符合用户需求的网络

3、网络设计过程包括逻辑网络设计和物理网络设计两个阶段，下面的选项中， 选择路由协议 应该属于逻辑网络设计阶段的任务。

选择路由协议（其他都是物理网路设计）
设备选型
结构化布线
机房设计

4、网络逻辑结构设计的内容不包括 用户培训计划

逻辑网络设计图
IP地址方案
具体的软硬件、广域网连接和基本服务
用户培训计划

层次化网络设计

核心层：主要是高速数据交换，实现高速数据传输、出口路由，常用冗余机制
汇聚层：网络访问策略控制、数据包处理和过滤、策略路由、广播域定义、寻址
接入层：主要是针对用户端，实现用户接入、计费管理、MAC地址认证、MAC地址过滤、收集用户信息，可以使用集线器代替交换机

例题

1、大型局域网通常划分为核心层、汇聚层和接入层，以下关于各个网络层次的描述中，不正确的是 核心层进行访问控制列表检查

核心层进行访问控制列表检查
汇聚层定义了网络的访问策略
接入层提供局域网络接入功能
接入层可以使用集线器代替交换机

2、核心层交换机应该实现多种功能，下面选项中，不属于核心层特性的是 策略路由

高速连接
冗余设计
策略路由（属于汇聚层）
较少的设备连接

网络冗余设计

在网络冗余设计中，对于通信线路常见的设计目标主要有两个：一个是备用路径，另一个是负载分担

备用路径

提高可用性，由路由器、交换机等设备之间的独立备用链路构成，一般情况下备用路径仅仅在主路径失效时投入使用。设计时主要考虑：

备用路径的带宽
切换时间
非对称
自动切换
测试

负载分担

是对备用路径方式的扩充，通过并行链路提供流量分担（冗余的形式)来提高性能，主要的实现方法是利用两个或多个网络接口和路径来同时传递流量，设计时注意考虑：

网络中存在备用路径、备用链路时，可以考虑加入负载分担设计
对于主路径、备用路径都相同的情况，可以实施负载分担的特例一负载均衡
对于主路径、备用路径不相同的情况，可以采用策略路由机制，让一部分应用的流量分摊到备用路径上

例题

1、以下关于网络冗余设计的叙述中，错误的是 备用路径与主路径同时投入使用，分担主路径流量

网络冗余设计避免网络组件单点失效造成应用失效
备用路径与主路径同时投入使用，分担主路径流量
负载分担是通过并行链路提供流量分担来提高性能的
网络中存在备用链路时，可以考虑加入负载分担设计

网络存储 ★★

网络存储方式

直连式存储：通过SCS连接到服务器，本身是硬件的堆叠，不带有任何操作系统。存储器必须被直接连接到应用服务器上，不能跨平台共享文件，各系统平台下文件分别存储
网络附加存储：通过网络接口与网络直接连接，由用户通过网络访问（支持多种TCP/IP协议)。NAS设备有自己的OS,类似于一个专用的文件服务器，一般存储信息采用RAID进行管理。即插即用
存储区域网络：通过专用高速网络将一个或多个网络存储设备和服务器连接起来的专用存储系统，采用数据块的方式进行数据和信息的存储。目前主要使用以太网(IP SAN)和光纤通道(FC SAN)两类环境
Internet 小型计算机系统接口：基手 IP 网络实现设备成本低，配置技术简单，可共享和使用大容量的存储空间