4.網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)集成的主要設(shè)備.doc

網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)集成中使用的主要設(shè)備一、網(wǎng)卡網(wǎng)卡的工作原理：網(wǎng)卡工作在兩個層:即物理層和數(shù)據(jù)鏈路層。 物理層定義了數(shù)據(jù)傳送與接收所需要的電與光信號、線路狀態(tài)、時鐘基準(zhǔn)、數(shù)據(jù)編碼和電路等，并向數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備提供標(biāo)準(zhǔn)接口。 數(shù)據(jù)鏈路層則提供尋址機(jī)構(gòu)、數(shù)據(jù)幀的構(gòu)建、數(shù)據(jù)差錯檢查、傳送控制、向網(wǎng)絡(luò)層提供標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)接口等功能。網(wǎng)卡分類1、按工作方式可分為5類 : （1）主CPU用IN和OUT指令對網(wǎng)卡的I/O端口尋址并交換數(shù)據(jù)（2）網(wǎng)卡采用共享內(nèi)存方式，即CPU使用MOV指令直接對內(nèi)存和網(wǎng)卡緩沖區(qū)尋址（3）網(wǎng)卡采用DMA方式，ISR通過CPU對DMA控制器編程，DMA控制器一般在系統(tǒng)主板上，有的網(wǎng)卡也內(nèi)置DMA控制器 （4）主總線網(wǎng)卡能夠裁決系統(tǒng)總線控制權(quán)，并對網(wǎng)卡和系統(tǒng)內(nèi)存尋址，LAN控制權(quán)裁決總線控制權(quán)后，以成組方式將數(shù)據(jù)傳向系統(tǒng)內(nèi)存，IRQ調(diào)用LAN驅(qū)動程序ISR，由ISR完成數(shù)據(jù)幀處理，并同高層協(xié)議一起協(xié)調(diào)接收和發(fā)送操作，這種網(wǎng)卡由于有較高的數(shù)據(jù)傳輸能力，常常省去了自身的緩沖區(qū)（5）智能網(wǎng)卡中有CPU、RAM、ROM以及較大的緩沖區(qū)2、按總線可分為5類: （1）ISA總線網(wǎng)卡（2）PCI總線網(wǎng)卡（3）PCI-E總線網(wǎng)卡 （4）USB接口網(wǎng)卡 （5）PCMCIA接口網(wǎng)卡3、其他分類:（1）從端口類型上來看，網(wǎng)卡還可以分為RJ-45端口（雙絞線）網(wǎng)卡、AUI端口（粗銅軸纜）網(wǎng)卡、BNC端口（細(xì)銅軸纜）網(wǎng)卡和光纖端口網(wǎng)卡 （）按與端口的數(shù)量分，有單端口網(wǎng)卡、雙端口網(wǎng)卡甚至三端口的網(wǎng)卡（如RJ45+BNC、BNC+AUI、RJ45+BNC+AUI）（）按帶寬分，網(wǎng)卡還可以分為10000Mbit/s網(wǎng)卡、1000Mbit/s網(wǎng)卡、100/10Mbit/s自適應(yīng)網(wǎng)卡和10Mbit/s網(wǎng)卡。二、交換機(jī)與無線AP 交換技術(shù)1端口交換 （1）模塊交換：將整個模塊進(jìn)行網(wǎng)段遷移 （2）端口組交換：通常模塊上的端口被劃分為若干組，每組端口允許進(jìn)行網(wǎng)段遷移 （3）端口級交換：支持每個端口在不同網(wǎng)段之間進(jìn)行遷移 2幀交換（1）直通交換：提供線速處理能力，交換機(jī)只讀出網(wǎng)絡(luò)幀的前14個字節(jié)，便將網(wǎng)絡(luò)幀傳送到相應(yīng)的端口上 （2）存儲轉(zhuǎn)發(fā)：通過對網(wǎng)絡(luò)幀的讀取進(jìn)行驗錯和控制3信元交換：ATM采用固定長度53字節(jié)的信元交換。 ATM的帶寬可以達(dá)到25Mbit/s、155Mbit/s、622Mbit/s甚至數(shù)吉比特的傳輸能力。 二層交換機(jī)：二層交換機(jī)具體的工作流程如下。 （1）當(dāng)交換機(jī)從某個端口收到一個數(shù)據(jù)幀，先讀取幀頭中的源MAC地址，就知道源MAC地址的主機(jī)是連在哪個端口上的 （2）再去讀取幀頭中的目的MAC地址，并在地址表中查相應(yīng)的端口 （3）如表中有與目的MAC地址對應(yīng)的端口，把數(shù)據(jù)幀直接復(fù)制到這個端口上 （4）如表中找不到相應(yīng)的端口則把數(shù)據(jù)幀廣播到所有端口上，當(dāng)目的主機(jī)對源主機(jī)回應(yīng)時，交換機(jī)又可以學(xué)到這一目的MAC地址與哪個端口對應(yīng)，在下次傳送數(shù)據(jù)時就不再需要對所有端口進(jìn)行廣播三層交換機(jī)：三層交換技術(shù)具有如下特點(diǎn): 1支持線速路由 2支持IP路由 3具有強(qiáng)大的路由功能 4支持多種路由協(xié)議 5自動發(fā)現(xiàn)功能如下：在第三層，自動發(fā)現(xiàn)有如下過程: （1）通過偵察ARP，RARP或者DHCP響應(yīng)包的原IP地址，在幾秒鐘之內(nèi)發(fā)現(xiàn)IP子網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。 （2）學(xué)習(xí)地址，根據(jù)IP子網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議或組播地址來配置VLAN，使用IGMP（Internet Group Management Protocol）來動態(tài)更新VLAN成員。 （3）存儲學(xué)習(xí)到的路由到硬件中，用線速轉(zhuǎn)發(fā)這些地址的數(shù)據(jù)包。 （4）把目的地址不在路由表中的包送到網(wǎng)絡(luò)上的其他路由器。 （5）通過偵聽ARP請求來學(xué)習(xí)每一臺工作站的地址。 （6）在子網(wǎng)之內(nèi)實(shí)現(xiàn)IP包的交換。在第二層，自動發(fā)現(xiàn)有如下過程: （1）通過硬件地址（MAC）的學(xué)習(xí)，發(fā)現(xiàn)基于硬件地址（MAC）的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) （2）根據(jù)ARP請求，建立路由表 （3）交換各種非IP包 （4）查看收到的數(shù)據(jù)包的目的地址，如果目的地址是已知的，將包轉(zhuǎn)發(fā)到已知端口，否則將包廣播到它所在的VLAN 的所有成員6過濾服務(wù)功能 7二層（鏈路層）VLAN 8三層（網(wǎng)絡(luò)層）VLAN 三層VLAN可以按照如下方式劃分：IP子網(wǎng)地址；網(wǎng)絡(luò)協(xié)議；組播地址 四層交換機(jī) 第四層交換的一個簡單定義是，它是一種功能，它決定的傳輸不僅僅依據(jù)MAC地址（第二層交換）或源/目標(biāo)IP地址（第三層路由），而且依據(jù)TCP/UDP（第四層）應(yīng)用端口號。 第四層交換技術(shù)相對原來的第二層、第三層交換技術(shù)具有明顯的優(yōu)點(diǎn)，從操作方面來看，第四層交換是穩(wěn)固的，因為它將包控制在從源端到終端的區(qū)間中。 第四層交換機(jī)是在可用的服務(wù)器和性能基礎(chǔ)上確定區(qū)間。 交換機(jī)其他分類方式 1從網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍劃分 : （1）廣域網(wǎng)交換機(jī) （2）局域網(wǎng)交換機(jī)2根據(jù)使用的網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)及傳輸速度: （1）以太網(wǎng)交換機(jī) （包括三種網(wǎng)絡(luò)接口：RJ45、BNC和AUI ） （2）快速以太網(wǎng)交換機(jī) （3）吉比特以太網(wǎng)交換機(jī) （4）10吉比特以太網(wǎng)交換機(jī) （5）ATM交換機(jī) （6）FDDI交換機(jī) （7）令牌環(huán)交換機(jī)3根據(jù)交換機(jī)所應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)層次劃分: （1）核心層交換機(jī) （2）接入層交換機(jī) （3）匯聚層交換機(jī)4按交換機(jī)的端口結(jié)構(gòu)劃分: （1）固定端口交換機(jī) （2）模塊化交換機(jī)5按交換機(jī)是否支持網(wǎng)絡(luò)管理功能劃分: （1）網(wǎng)管型交換機(jī) （2）非網(wǎng)管型交換機(jī) 三、無線AP 1997年頒布了無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)主要有:IEEE 802.11b, IEEE 802.11a、IEEE 802.11g和IEEE 802.11n幾種。 四、路由器 路由器的工作原理（1）當(dāng)數(shù)據(jù)包到達(dá)路由器，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)物理接口的類型，路由器調(diào)用相應(yīng)的鏈路層功能模塊，以解釋處理此數(shù)據(jù)包的鏈路層協(xié)議報頭。（2）在鏈路層完成對數(shù)據(jù)幀的完整性驗證后，路由器開始處理此數(shù)據(jù)幀的IP層。這一過程是路由器的核心功能。（3）根據(jù)路由表中所查到的下一跳IP地址，將IP數(shù)據(jù)包送往相應(yīng)的輸出鏈路層，被封裝上相應(yīng)的鏈路層包頭，最后經(jīng)輸出網(wǎng)絡(luò)物理接口發(fā)送出去。 路由器分類1從性能高低上劃分，可將路由器分為高、中、低端路由器2從結(jié)構(gòu)上劃分，可將路由器分為“模塊化路由器”和“非模塊化路由器”3從功能上劃分，可將路由器分為“骨干級路由器”、“企業(yè)級路由器”和“接入級路由器”4從所處網(wǎng)絡(luò)位置劃分，可將路由器分為“邊界路由器”和“中間節(jié)點(diǎn)路由器”路由器與三層交換機(jī)的區(qū)別1主要功能不同 2適用環(huán)境不同 3工作原理不同五、防火墻 防火墻概述1內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)和外部網(wǎng)絡(luò)之間的所有網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流都必須經(jīng)過防火墻2只有符合安全策略的數(shù)據(jù)流才能通過防火墻3防火墻自身應(yīng)具有非常強(qiáng)的抗攻擊免疫力防火墻分類1從防火墻的軟、硬件形式來分：（1）軟件防火墻（2）硬件防火墻（3）芯片級防火墻2從防火墻的技術(shù)實(shí)現(xiàn)來分：（1）包過濾（Packet Filtering）型防火墻（2）應(yīng)用代理（Application Proxy）型防火墻3從防火墻結(jié)構(gòu)上分：（1）單一主機(jī)防火墻（2）路由器集成式防火墻（3）分布式防火墻4按防火墻的應(yīng)用部署位置可以分為：（1）邊界防火墻 邊界防火墻是最傳統(tǒng)的防火墻，它們位于內(nèi)、外部網(wǎng)絡(luò)的邊界，所起的作用是對內(nèi)、外部網(wǎng)絡(luò)實(shí)施隔離，保護(hù)邊界內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)。（2）個人防火墻 個人防火墻安裝于單臺主機(jī)中，防護(hù)的也只是單臺主機(jī)。（3）混合式防火墻 混合式防火墻可以說就是“分布式防火墻”或者“嵌入式防火墻” 六、UPS UPS分類 1UPS電源按其工作原理可分為：后備式、在線式以及在線互動式3種2UPS從結(jié)構(gòu)上可分為：直流UPS（DC-UPS）和交流UPS（AC-UPS）兩大類3從備用時間分，UPS分為：標(biāo)準(zhǔn)型和長效型兩種UPS電源的正確使用與維護(hù) （1）UPS不間斷電源在功率選配上要有適當(dāng)?shù)挠嗔?，充分考慮功率因素，所有用電設(shè)備的功率之和不得超過UPS電源功率的80%。如為800W的負(fù)載選配UPS電源，其功率應(yīng)選購1000W以上的。 （2）UPS不間斷電源應(yīng)避免頻繁地開機(jī)和關(guān)機(jī)，最好長時間地處于開機(jī)狀態(tài)。負(fù)載開機(jī)時應(yīng)逐一進(jìn)行，最好不要同時開機(jī)。（3）新購的UPS不間斷電源在使用前要對電池進(jìn)行充電，因為UPS在銷售過程中電池在不斷地自放電，其容量有很大一部分被消耗了，如果不及時進(jìn)行補(bǔ)充電，不僅會影響正常的使用，還會縮短電池的使用壽命。（4）如果市電一直處于正常的供電之中，UPS不間斷電源就沒有工作的機(jī)會，其電池就有可能長時間浮充而損壞（5）UPS不間斷電源在使用后要立即進(jìn)行恢復(fù)充電，使電池恢復(fù)到正常狀態(tài)（6）如果UPS電源的電池為非免維護(hù)式電池，還要經(jīng)常檢查溶液的比重及電液量，及時補(bǔ)加電解液或蒸餾水（7）UPS電源在使用中，每月要檢查一次浮充電壓，單只電池的浮充電壓低于2.20V時，則應(yīng)對整組電池進(jìn)行均衡充電 （8）如果用戶自行配置長延時電池組時，外配的充電器應(yīng)同時具有恒壓和恒流功能，不應(yīng)選用只有恒壓功能的充電器，以免影響電池的使用壽命（9）外接電池組至UPS的距離應(yīng)盡量短，導(dǎo)線的面積應(yīng)盡量大，以增大導(dǎo)電量，減小線路上的電能損耗，特別是在大電流工作時，電路上的損耗是不可忽視的。（10）要經(jīng)常用柔軟的抹布擦拭電池，以保持電池表面清潔衛(wèi)生，防止灰塵通過電池的縫隙進(jìn)入電池的電解液中污染電液，使電池的性能惡化。UPS電源的正確選擇1UPS的容量 （1）實(shí)際負(fù)載情況 （2）預(yù)留擴(kuò)容2電池供電時間 3UPS的輸入電壓范圍 4UPS電源保護(hù)解決方案 5UPS的外觀、體積、重量及噪音等因素七、存儲技術(shù)與設(shè)備 DAS：開放系統(tǒng)的直連式存儲(Direct-Attached Storage，簡稱DAS)已經(jīng)有近四十年的使用歷史，隨著用戶數(shù)據(jù)的不斷增長，尤其是數(shù)百GB以上時，其在備份、恢復(fù)、擴(kuò)展、災(zāi)備等方面的問題變得日益困擾系統(tǒng)管理員。直連式存儲依賴服務(wù)器主機(jī)操作系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的IO讀寫和存儲維護(hù)管理，數(shù)據(jù)備份和恢復(fù)要求占用服務(wù)器主機(jī)資源(包括CPU、系統(tǒng)IO等)，數(shù)據(jù)流需要回流主機(jī)再到服務(wù)器連接著的磁帶機(jī)(庫)，數(shù)據(jù)備份通常占用服務(wù)器主機(jī)資源20-30%，因此許多企業(yè)用戶的日常數(shù)據(jù)備份常常在深夜或業(yè)務(wù)系統(tǒng)不繁忙時進(jìn)行，以免影響正常業(yè)務(wù)系統(tǒng)的運(yùn)行。直連式存儲的數(shù)據(jù)量越大，備份和恢復(fù)的時間就越長，對服務(wù)器硬件的依賴性和影響就越大。 直連式存儲與服務(wù)器主機(jī)之間的連接通道通常采用SCSI連接，帶寬為10MB/s、20MB/s、40MB/s、80MB/s等，隨著服務(wù)器CPU的處理能力越來越強(qiáng)，存儲硬盤空間越來越大，陣列的硬盤數(shù)量越來越多，SCSI通道將會成為IO瓶頸;服務(wù)器主機(jī)SCSI ID資源有限，能夠建立的SCSI通道連接有限。 無論直連式存儲還是服務(wù)器主機(jī)的擴(kuò)展，從一臺服務(wù)器擴(kuò)展為多臺服務(wù)器組成的群集(Cluster)，或存儲陣列容量的擴(kuò)展，都會造成業(yè)務(wù)系統(tǒng)的停機(jī)，從而給企業(yè)帶來經(jīng)濟(jì)損失，對于銀行、電信、傳媒等行業(yè)724小時服務(wù)的關(guān)鍵業(yè)務(wù)系統(tǒng)，這是不可接受的。并且直連式存儲或服務(wù)器主機(jī)的升級擴(kuò)展，只能由原設(shè)備廠商提供，往往受原設(shè)備廠商限制。（1）服務(wù)器在地理分布上很分散，如商店或銀行的分支。（2）存儲系統(tǒng)必須被直接連接到應(yīng)用服務(wù)器（如Microsoft Cluster Server或某些數(shù)據(jù)庫使用的“原始分區(qū)”）上時。（3）包括許多數(shù)據(jù)庫應(yīng)用和應(yīng)用服務(wù)器在內(nèi)的應(yīng)用，它們需要直接連接到存儲器上，群件應(yīng)用和一些郵件服務(wù)也包括在內(nèi) SAS：即串行連接SCSI，是新一代的SCSI技術(shù)，和現(xiàn)在流行的Serial ATA(SATA)硬盤相同，都是采用串行技術(shù)以獲得更高的傳輸速度，并通過縮短連結(jié)線改善內(nèi)部空間等。SAS是并行SCSI接口之后開發(fā)出的全新接口。此接口的設(shè)計是為了改善存儲系統(tǒng)的效能、可用性和擴(kuò)充性，并且提供與SATA硬盤的兼容性。 SAS(Sever Attached Storage) 意為服務(wù)器連接存儲?；蚍QDAS(Direct Attached Storage)：存儲產(chǎn)品是作為計算機(jī)的附屬部分，采用直接連接存儲結(jié)構(gòu)。將存儲設(shè)備通過SCSI 接口或光纖通道直接連接到一臺計算機(jī)上。其缺點(diǎn)是服務(wù)器成為網(wǎng)絡(luò)瓶頸，存儲容量不易擴(kuò)充； 服務(wù)器發(fā)生故障時,，連接在服務(wù)器上的存儲設(shè)備中的數(shù)據(jù)不能被存取。 網(wǎng)絡(luò)連接式存儲（NAS）NAS的優(yōu)點(diǎn) ：NAS 是一種采用直接與網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)相連的特殊設(shè)備實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲的機(jī)制。由于這些設(shè)備都分配有 IP 地址，所以客戶機(jī)通過充當(dāng)數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)的服務(wù)器可以對其進(jìn)行存取訪問，甚至在某些情況下，不需要任何中間介質(zhì)客戶機(jī)也可以直接訪問這些設(shè)備。 第一，NAS適用于那些需要通過網(wǎng)絡(luò)將文件數(shù)據(jù)傳送到多臺客戶機(jī)上的用戶。NAS設(shè)備在數(shù)據(jù)必須長距離傳送的環(huán)境中可以很好地發(fā)揮作用。 第二，NAS設(shè)備非常易于部署?？梢允筃AS主機(jī)、客戶機(jī)和其他設(shè)備廣泛分布在整個企業(yè)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中。NAS可以提供可靠的文件級數(shù)據(jù)整合，因為文件鎖定是由設(shè)備自身來處理的。 第三，NAS應(yīng)用于高效的文件共享任務(wù)中，例如UNIX中的NFS和Windows NT中的CIFS，其中基于網(wǎng)絡(luò)的文件級鎖定提供了高級并發(fā)訪問保護(hù)的功能。 SAN英文全稱：Storage Area Network，即存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)。它是一種通過光纖集線器、光纖路由器、光纖交換機(jī)等連接設(shè)備將磁盤陣列、磁帶等存儲設(shè)備與相關(guān)服務(wù)器連接起來的高速專用子網(wǎng)。 SAN由三個基本的組件構(gòu)成：接口（如SCSI、光纖通道、ESCON等）、連接設(shè)備（交換設(shè)備、網(wǎng)關(guān)、路由器、集線器等）和通信控制協(xié)議（如IP和SCSI等）。這三個組件再加上附加的存儲設(shè)備和獨(dú)立的SAN服務(wù)器，就構(gòu)成一個SAN系統(tǒng)。SAN提供一個專用的、高可靠性的基于光通道的存儲網(wǎng)絡(luò)，SAN允許獨(dú)立地增加它們的存儲容量，也使得管理及集中控制（特別是對于全部存儲設(shè)備都集群在一起的時候）更加簡化。而且，光纖接口提供了10 km的連接長度，這使得物理上分離的遠(yuǎn)距離存儲變得更容易. SAN（存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)）的優(yōu)點(diǎn)： 1.可實(shí)現(xiàn)大容量存儲設(shè)備數(shù)據(jù)共享 2.可實(shí)現(xiàn)高速計算機(jī)與高速存儲設(shè)備的高速互聯(lián) 3.可實(shí)現(xiàn)靈活的存儲設(shè)備配置要求 4.可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)快速備份 5.提高了數(shù)據(jù)的可靠性和安全