逻辑网络设计：——拓扑、地址和选路.ppt

第五章 逻辑网络设计： ——拓扑、地址和选路 网络拓扑结构设计 平面广域网拓扑结构 平面网络即是无层次网络。 平面广域网拓扑结构适用于跳数少的互联网络，易于路由器迅速收敛，有较好的容错性； 跳数多时，平面回路结构将导致延时的增加和较高的出错率，此时应当引入层次冗余结构。 平面结构小型局域网 在平面结构小型局域网中，采用集线器与第二层交换机结合，或用第二层交换机替换集线器进行组网有利于减小冲突； 通过第三层交换设备引入分层设计（即进行子网或网段划分），可以减少无效广播数量。 网状拓扑结构 能满足较高的可用性要求。每个路由器或交换机都与其他路由器或交换机相连。任何两个站点之间均只有一个单跳时延。 使用和维护成本高；性能优化、排错和升级很困难；不能按特定功能优化网络互连设备；因为更新网络的某个部分很困难，网络升级也就成了问题。 网络设计要求保证每条链路上的广播通信量不超过总通信量的20%。这就限制了连接到路由器的设备的数量。为了解决这个限制，可采用层次型网络结构， 因为分层设计方法限制邻接路由器的数量。 层次结构优点 减轻网络设备CPU的因广播分组造成的中断。 进行网络局部优化配置，降低网络成本。 局部设计简化，有利于维护和管理员培训。 易于规划和扩展 容易发挥互连设备的优势，提升网络的综合性能。 备用设备 备用路径 负载均衡——即依靠路由选择实现网络通信负载均衡 静态算法：随机算法、域名算法(详细介绍见P142) 动态算法： （详细介绍见P1423） 客户状态已知策略 服务器状态已知策略 客户信息和服务器状态已知策略 集群服务(MSCS) ? 在集群中的多个服务器（节点）保持不间断的联系。如果在集群中的某一节点因出错或维护不可用时，另一节点会立刻提供服务，以实现容错。正在访问服务的用户可以继续访问，而不会察觉到服务已经由另一台服务器（节点）提供。 网络负载均衡 (NLB) ? 该服务可在集群内均衡分布访问的IP流量。网络负载均衡增强了Web服务器、流媒体服务器、终端服务器等Internet服务器程序的可用性和扩展性。网络负载均衡可与现存Web服务器群结构无缝集成。 按照侧重点的不同，可以把Linux集群分为三类。 高可用性集群，运行于两个或多个节点上，目的是在系统出现某些故障的情况下，仍能继续对外提供服务。 负载均衡集群，目的是提供和节点个数成正比的负载能力，这种集群很适合提供大访问量的Web服务。 超级计算集群，按照计算关联程度的不同，又可以分为两种： 任务片方式 并行计算方式。 VLAN与冗余LAN网段 VLAN有利于将平面网络划分为网段集，网段间通信仍然需要第三层交换设备。 物理上过于分散的VLAN会降低网络整体性能 链路层交换网IEEE802.1d的生成树（链路冗余）中，任何链路的通信都指向根网桥，且任一时刻只有一条链路是活动的，其它可作为备用。 IEEE802.1d与VLAN联合方案可以在实现冗余问题解决同时进行负载均衡。 服务及信息冗余 服务器双机热备 廉价冗余磁盘阵列（RAID） 存储区域网络（SAN） 多个传输网络?存储网络 多Internet连接 P148表5.1和图5.7 IP地址 IPV4及地址组成 IP地址与域名 子网掩码 网络段 IPV6 IPV4及地址组成 特殊地址 在网络地址中有一些特殊地址，保留作为特殊用途，一般不使用。例如： 全0的主机地址：表示一个网络地址或本主机； 全1的主机地址：表示一个网络广播地址，向该网段主机进行广播； 全0的网络地址：表示本网络中的主机； 全l的网络地址：表示所有网络地址； 全0的IP地址：即只用于启动过程，以后不再使用； 全1的IP地址：即55，表示向局域网络中的广播。 网络地址127.X.X.X是回送测试地址； 域名及域名解析服务 IP地址与域名的关系 子网掩码 前面讲过，IP地址由netid和hostid组成，实际上在计算机内部它们是靠子网掩码（netmask）分隔的，下面是三类地址的子网掩码。 A类： ~126 255，255.254 SUBST： B类：~54 SUBST： C类：1 ~54 SUBST： 子网掩码即netmask，可以认为是IP地址对主机部分的屏蔽，所以对于某类地址的一个网络段，可以进一步分成多个子网，通过对子网的划分与管理，可以控制网络通信量和缩小广播域，每个子网的作用就好像是独立的网络一样，要通过路由器才能相互访问。 不同子网上节点之间的通信与两个不同网络上的节点通信一样，当使用子网掩码时，IP地址解释为： IP地址＝网络地址十子网地址+主机地址 例如一个B类网络IP地址的网络地址部分是133.0，IP地址的剩余部分能够分成子网地址和主机地址，网络管理员控制这个划分，