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第4章 华为云网络服务与应用

4.1网络技术原理基础4.2网络类型4.3华为云网络服务学习要点4.4华为云网络应用场景4.5华为云网络安全加固4.6华为云网络实践

4.1 网络技术原理基础网络协议20世纪70年代，开放系统互连（OpenSystemInterconnection，OSI）7层模型的出现为互联网厂商提供了一个通用的网络标准。在参考OSI模型的基础上，传输控制协议/网络协议（TransmissionControlProtocol/InternetProtocol，TCP/IP）将7层简化为4层，右图所示为TCP/IP模型与OSI模型的对比。随后，TCP/IP成为网络中基本的通信协议，数据网络通信都按照TCP/IP进行封装。为方便讲解，本书会以5层形式展示，将TCP/IP模型中的数据链路层展开为物理层与数据链路层。

4.1 网络技术原理基础数据传输会封装必要信息形成以太网数据帧，右图所示为数据封装成的以太网MAC帧及IP数据报结构。最前端信息为外层封装的二层（数据链路层）报头，里面包含源端及目标端MAC地址。MAC地址也叫物理地址。以太网数据帧数据包转发通过源端、目标端MAC地址查找路径，就如同快递中通过寄件人、收件人的地址规划邮寄线路。除二层报头外，在数据报中还包含三层报头信息IP地址，里面包括源IP地址和目的IP地址。IP地址与MAC地址有绑定的关系。

4.1 网络技术原理基础下图所示为数据包的传输流程，在数据传输过程中，发送端将数据进行层层封装，在网络层将IP地址信息添加至数据包中，然后在数据链路层将MAC地址信息添加至数据包中。其中，添加的IP地址与MAC地址形成绑定关系。网络通信不匹配则丢弃此数据包；匹配则继续执行解封装，查看网络层IP地址是否匹配。匹配则继续执行解封装获得具体数据；不匹配则根据接收端中存在的IP地址与MAC地址的绑定关系对数据包进行封装操作，然后将数据包转发到下一个接收端。

4.1网络技术原理基础4.2网络类型4.3华为云网络服务学习要点4.4华为云网络应用场景4.5华为云网络安全加固4.6华为云网络实践

4.2 网络类型下图所示为传统网络架构示意，传统网络是由不同的物理网络设备通过物理介质连接而成的网络。常见的物理网络设备有主机、路由器、二层交换机、三层交换机、防火墙等。在传统物理网络中，主机借助相关的网络设备转发自己的信息流量，实现不同主机之间的相互通信。其中，网络功能主要由物理端口、网络设备以及物理介质实现。物理端口：也就是人们常说的“网口”，在服务器、交换机、路由器等设备上都有分布。物理端口之间通过物理介质相互连接，使得主机之间搭建起了由不同网络设备组成的网络高速通道。网络设备：是传统网络架构中的重要角色，它们如同架设在网络通道中的一个个中转站，帮助数据包在网线中传输时找到正确路径，顺利到达目的地。不同的网络设备职能也不同，其中，交换机、路由器能够帮助数据包在网络中选择最优的通信路径，优化网络结构；防火墙能够帮助数据包在网络通信中确保网络安全性，防止数据在传输过程中被窃取。传统网络物理介质：网络设备之间的连接需要通过物理介质完成，常用的物理介质有同轴电缆、双绞线和光纤等，它们作为数据传输的载体，搭建起了网络中的主干道，不同设备之间数据的交付都需要依靠这些物理介质才能完成。

4.1 网络技术原理基础随着虚拟化技术的应用，一台主机可以虚拟化成多台虚拟机，每台虚拟机有自己的CPU、内存和网卡。同一主机上的不同虚拟机之间既需要维持原有的通信，同时由于共享物理设备，又需要保证不同虚拟机之间的数据安全隔离。这时，传统网络的局限性开始显现，其无法满足虚拟机通信的需求。因此，虚拟网桥、虚拟网卡等技术开始投入虚拟机通信的使用中。虚拟化网络左图所示为虚拟网络架构示意，对虚拟机网络而言，在传统网络的基础上，网络中增加了虚拟交换机等逻辑网络设备，逻辑网络设备与传统网络设备的功能相同。

4.1 网络技术原理基础云上网络在原本虚拟化网络技术的基础上，对网络的管理运维以及使用范围进行了改进。通过打通不同地域数据中心间网络，云上网络打造了一张广域互联的信息传输网络，实现了多地域间计算资源的综合使用。云上网络主要的特点在于对传统网络通过虚拟化技术的重构，它将网络以服务的方式开放给广大的用户使用，为使用者打造共享、弹性、自助服务的网络环境。与传统网络资源相比，服务化云上网络的资源获取更简单、灵活，用户只需通过简单的操作就能完成对云上局域网络的部署和使用，节省了大量网络部署规划时间。云上网络还提供了多种网络运维工具，帮助用户快速定位网络问题，进一步降低了网络管理运维难度。云上网络

4.1网络技术原理基础4.2网络类型4.3华为云网络服务学习要点4.4