图解服务器端网络架构

第0章　本书的用法　　1

0.1　 网络架构的流程　　2

0.1.1　网络架构分为六个阶段　　2

0.1.1.1　需求定义　　2

0.1.1.2　基础设计　　2

0.1.1.3　详细设计　　2

0.1.1.4　架构　　3

0.1.1.5　测试　　3

0.1.1.6　运行　　3

0.1.2　网络架构的重点是基础设计　　4

0.1.2.1　物理设计　　5

0.1.2.2　逻辑设计　　6

0.1.2.3　安全设计与负载均衡设计　　7

0.1.2.4　高可用性设计　　8

0.1.2.5　管理设计　　9

第1章　物理设计　　11

1.1　 物理层的技术　　12

1.1.1　物理层里有多种规格　　12

1.1.1.1　规格整理好后物理层就会水落石出　　13

1.1.1.2　双绞线电缆有两大要素——类和传输距离　　15

1.1.1.3　光纤光缆是用玻璃制成的　　25

1.2　 物理设计　　31

1.2.1　服务器端有两种结构类型　　31

1.2.1.1　采用串联式结构管理起来更方便　　32

1.2.1.2　采用单路并联式结构更容易扩展　　33

1.2.2　选用设备时应参考考查项的最大值　　36

1.2.2.1　应用程序不同吞吐率也就不同　　37

1.2.2.2　新增连接数和并发连接数都要考虑　　38

1.2.3　选择稳定可靠的 OS版本　　39

不懂就问是捷径　　39

1.2.4　根据实际配置和使用目的选择线缆　　40

1.2.4.1　远距离传输选择光纤光缆　　40

1.2.4.2　追求宽频带和高可靠性时选择光纤　　41

1.2.4.3　通过大小分类决定使用哪种双绞线电缆　　42

1.2.4.4　预先决定好使用线缆的颜色　　43

1.2.5　端口的物理设计出乎意料地重要　　44

1.2.5.1　必须统一规划连接到哪里　　44

1.2.5.2　速率和双工、Auto MDI/MDI-X 的设置也要统一规划　　44

1.2.6　巧妙地配置设备　　45

1.2.6.1　将核心交换机和汇聚交换机置于中央部位　　45

1.2.6.2　要考虑设备中空气吸入和排出的方向　　48

1.2.6.3　从两套系统获取电源　　49

1.2.6.4　切莫超过最大承重　　51

第2章　逻辑设计　　53

2.1　 数据链路层的技术　　54

2.1.1　数据链路层是物理层的帮手　　54

用以太网标准进行成帧处理　　55

2.1.2　数据链路层的关键在于 L2交换机的运作　　61

2.1.2.1　交换 MAC地址　　62

2.1.2.2　通过 VLAN将广播域分隔开　　67

2.1.3　ARP 将逻辑和物理关联到一起　　74

2.1.3.1　ARP 通过IP地址查询MAC地址　　75

2.1.3.2　抓取 ARP包，观察它的写法　　81

2.1.3.3　有几个特殊的 ARP　　82

2.2　 网络层的技术　　85

2.2.1　网络是由网络层拼接起来的　　85

2.2.1.1　添加 IP报头，进行分组化处理　　86

2.2.1.2　IP 地址由32位构成　　91

2.2.2　将网段连接起来　　99

2.2.2.1　利用 IP地址进行路由选择　　100

2.2.2.2　建立路由表　　104

2.2.2.3　整理路由表　　114

2.2.3　转换 IP地址　　118

2.2.3.1　转换 IP地址　　118

2.2.3.2　私网 IP地址　　122

2.2.4　自动设置 IP地址的DHCP　　123

2.2.4.1　DHCP 的消息部分中包含着诸多的信息　　123

2.2.4.2　DHCP 的原理非常简单　　125

2.2.4.3　对 DHCP报文作中继处理　　126

2.2.5　用于故障排除的 ICMP　　127

2.2.5.1　ICMP 的关键在于类型和代码　　127

2.2.5.2　常见的类型和代码有四种组合　　128

2.2.5.3　出现问题时先尝试用 ping去排除故障　　130

2.3　 逻辑设计　　132

2.3.1　整理出所需的 VLAN　　132

2.3.1.1　实际所需的 VLAN会因为诸多因素而变化　　132

2.3.1.2　规定 VLAN的ID　　138

2.3.2　在考虑数量增减的基础上分配 IP地址　　140

2.3.2.1　IP 地址的估算数量应高于当前所需数量　　140

2.3.2.2　按顺序排列网段，使之更容易汇总　　142

2.3.2.3　必须统一规定从何处开始分配 IP地址　　145

2.3.3　路由选择以简为上　　145

2.3.3.1　考虑在路由选择中使用哪些协议　　145

2.3.3.2　考虑采用哪种路由选择方法　　146

2.3.3.3　将路径汇总以减少路径数量　　150

2.3.4　NAT 要按入站和出站分别考虑　　152

2.3.4.1　NAT 是在系统边界进行的　　152

2.3.4.2　通过入站通信转换地址　　152

2.3.4.3　通过出站通信转换地址　　153

第3章　数据安全设计和负载均衡设计　　155

3.1.1　通过端口号划分服务器进程　　156

3.1.1.1　传输层使用 TCP和UDP两种协议　　157

3.1.1.2　TCP 的工作原理比较复杂　　164

3.1.1.3　MTU 和MSS的差异在于对象层不同　　170

3.1.2　用防火墙守卫系统　　173

3.1.2.1　基于连接进行控制　　174

3.1.2.2　状态检测和包过滤之间的区别　　177

3.1.2.3　防火墙在不断进步　　179

3.1.3　通过负载均衡器分散服务器的负荷　　184

3.1.3.1　目的 NAT是服务器负载均衡技术的基础　　185

3.1.3.2　通过健康检查监控服务器的状态　　189

3.1.3.3　熟练掌握可选功能　　200

3.2　 从会话层到应用层的技术　　204

3.2.1　HTTP 支撑着互联网　　204

3.2.1.1　HTTP/1.0 和HTTP/1.1的TCP连接用法大相径庭　　204

3.2.1.2　HTTP 因请求和响应而得以成立　　206

3.2.2　用 SSL保护数据　　211

3.2.2.1　防止窃听、篡改和冒充　　212

3.2.2.2　通过 SSL可以给各种各样的应用程序协议加密　　215

3.2.2.3　SSL 使用混合加密方式进行加密　　216

3.2.2.4　消息摘要是消息的概要　　219

3.2.2.5　SSL 中执行着大量的处理　　222

3.2.2.6　用客户端证书对客户端进行认证　　230

3.2.3　用 FTP传输文件　　233

3.2.3.1　主动模式使用特定的端口　　234

3.2.3.2　被动模式改变使用的端口　　236

3.2.3.3　FTP 就应该当作FTP去处理　　239

3.2.4　用 DNS解析名称　　240

3.2.4.1　用 UDP进行名称解析　　241

3.2.4.2　用 TCP进行区域传输　　242

3.3　 数据安全设计与负载均衡设计　　246

3.3.1　数据安全设计　　246

3.3.1.1　整理出真正需要的通信　　246

3.3.1.2　通过多级防御提高安全系数　　250

3.3.1.3　默认启动的服务应控制在最小范围内　　251

3.3.2　负载均衡设计　　251

3.3.2.1　要高效地均衡负载　　252

3.3.2.2　启用哪些可选功能　　255

第4章　高可用性设计　　257

4.1　 冗余技术　　258

4.1.1　物理层的冗余技术　　258

4.1.1.1　将多条物理链路集结成一条逻辑链路　　258

4.1.1.2　将多个物理网卡集结成一个逻辑网卡　　263

4.1.1.3　将多台物理设备集结成一台逻辑设备　　269

4.1.1.4　当上行链路中断时，让下行链路也随之中断　　278

4.1.2　数据链路层的冗余技术　　279

4.1.2.1　STP 的关键在于根网桥和阻塞端口　　279

4.1.2.2　STP 有三种　　286

4.1.2.3　同时启用多项可选功能　　289

4.1.2.4　利用 BPDU切断桥接环路　　290

4.1.3　网络层的冗余技术　　292

4.1.3.1　FHRP　　292

4.1.3.2　利用路由协议确保通往上层设备的路径　　302

4.1.4　从传输层到应用层的冗余技术　　304

4.1.4.1　防火墙的冗余技术　　304

4.1.4.2　负载均衡器的冗余技术　　310

4.2　 高可用性设计　　312

4.2.1　高可用性设计　　312

4.2.1.1　串联式结构　　312

4.2.1.2　单路并联式结构　　316

4.2.2　理清通信流　　320

4.2.2.1　串联式结构　　320

4.2.2.2　单路并联式结构　　332

第5章　管理设计　　339

5.1　 管理技术　　340

5.1.1　用 NTP同步时间　　340

NTP 的工作原理非常简单　　340

5.1.2　用 SNMP检测故障　　346

5.1.2.1　通过 SNMP管理器和SNMP代理交换信息　　346

5.1.2.2　熟练掌握三种运作模式　　347

5.1.2.3　限制源 IP地址　　351

5.1.3　用 Syslog检测故障　　352

Syslog 的工作原理非常简单　　352

5.1.4　传递设备信息　　355

5.1.4.1　CDP　　355

5.1.4.2　LLDP　　356

5.1.4.3　注意 CDP和LLDP的数据安全问题　　357

5.2　 管理设计　　358

5.2.1　确定主机名　　358

5.2.2　通过标签管理连接　　358

5.2.2.1　线缆标签　　358

5.2.2.2　本体标签　　359

5.2.3　设计密码　　359

5.2.4　管理设置信息　　360

5.2.4.1　在备份设计中应定义时机、方式和保存地点　　360

5.2.4.2　发生故障时执行恢复处理　　361

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