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編輯推薦

　　　　467張圖錶講透基礎技術和設計要點　　資深工程師撰寫，網絡和服務器的首次完美結閤　　從實際架構經驗齣發，為你講述接地氣的技術

內容簡介

　　《圖靈程序設計叢書：圖解服務器端網絡架構》以圖配文，詳細說明瞭服務器端網絡架構的基礎技術和設計要點。基礎設計是服務器端網絡架構重要的一個階段。《圖靈程序設計叢書：圖解服務器端網絡架構》就立足於基礎設計的設計細分項目，詳細介紹各細分項目的相關技術和設計要點。《圖靈程序設計叢書：圖解服務器端網絡架構》共分為5章，分彆講述進行物理設計、邏輯設計、安全設計和負載均衡設計、高可用性設計以及管理設計時所必需的技術和設計要點。
　　《圖靈程序設計叢書：圖解服務器端網絡架構》適閤想要設計服務器端的網絡工程師、想要瞭解網絡的服務器工程師、負責服務器端運行和管理的現場管理人員閱讀。

作者簡介

　　　　宮田寬士，大學和研究生在讀期間專攻地球環境科學。畢業後就職於某公司基礎架構係統工程師部門，初來乍到即參與瞭一個思科設備的項目，由此決定嚮網絡工程師的方嚮發展。在該項目中掌握瞭路由選擇和交換技術，之後又通過大量的其他項目積纍瞭豐富的經驗，涉及領域包括金融、製造等多種行業，通過這些項目對網絡技術有瞭全麵的瞭解，包括數據安全和服務器負載均衡技術等，對網絡技術的興趣也愈發濃厚。能獨立執行從設計到架構和測試的一係列網絡架構業務，多年來日復一日，勤奮鑽研至今。擁有CCIE和FF5CE認證。
　　
　　　　曾薇薇，IBM管理顧問，從事SAP谘詢實施和項目管理工作，有基礎架構項目經驗。海歸，日語高級口譯翻譯，上海科技翻譯學會會員。
　　
　　　　烏尼日其其格，博士，中間件資深技術顧問，人工智能協會會員。譯著有《圖解TCP/IP》。

內頁插圖

目錄

第0章 本書的用法
0.1 網絡架構的流程
0.1.1 網絡架構分為六個階段
0.1.1.1 需求定義
0.1.1.2 基礎設計
0.1.1.3 詳細設計
0.1.1.4 架構
0.1.1.5 測試
0.1.1.6 運行
0.1.2 網絡架構的重點是基礎設計
0.1.2.1 物理設計
0.1.2.2 邏輯設計
0.1.2.3 安全設計與負載均衡設計
0.1.2.4 高可用性設計
0.1.2.5 管理設計

第1章 物理設計
1.1 物理層的技術
1.1.1 物理層裏有多種規格
1.1.1.1 規格整理好後物理層就會水落石齣
1.1.1.2 雙絞綫電纜有兩大要素——類和傳輸距離
1.1.1.3 光縴光纜是用玻璃製成的
1.2 物理設計
1.2.1 服務器端有兩種結構類型
1.2.1.1 采用串聯式結構管理起來更方便
1.2.1.2 采用單路並聯式結構更容易擴展
1.2.2 選用設備時應參考考查項的最大值
1.2.2.1 應用程序不同吞吐率也就不同
1.2.2.2 新增連接數和並發連接數都要考慮
1.2.3 選擇穩定可靠的OS版本
不懂就問是捷徑
1.2.4 根據實際配置和使用目的選擇綫纜
1.2.4.1 遠距離傳輸選擇光縴光纜
1.2.4.2 追求寬頻帶和高可靠性時選擇光縴
1.2.4.3 通過大小分類決定使用哪種雙絞綫電纜
1.2.4.4 預先決定好使用綫纜的顔色
1.2.5 端口的物理設計齣乎意料地重要
1.2.5.1 必須統一規劃連接到哪裏
1.2.5.2 速率和雙工、AutoMDI/MDI-X的設置也要統一規劃
1.2.6 巧妙地配置設備
1.2.6.1 將核心交換機和匯聚交換機置於中央部位
1.2.6.2 要考慮設備中空氣吸入和排齣的方嚮
1.2.6.3 從兩套係統獲取電源
1.2.6.4 切莫超過最大承重

第2章 邏輯設計
2.1 數據鏈路層的技術
2.1.1 數據鏈路層是物理層的幫手
用以太網標準進行成幀處理
2.1.2 數據鏈路層的關鍵在於L2交換機的運作
2.1.2.1 交換MAC地址
2.1.2.2 通過VLAN將廣播域分隔開
2.1.3 ARP將邏輯和物理關聯到一起
2.1.3.1 ARP通過IP地址查詢MAC地址
2.1.3.2 抓取ARP包，觀察它的寫法
2.1.3.3 有幾個特殊的ARP
2.2 網絡層的技術
2.2.1 網絡是由網絡層拼接起來的
2.2.1.1 添加IP報頭，進行分組化處理
2.2.1.2 IP地址由32位構成
2.2.2 將網段連接起來
2.2.2.1 利用IP地址進行路由選擇
2.2.2.2 建立路由錶
2.2.2.3 整理路由錶
2.2.3 轉換IP地址
2.2.3.1 轉換IP地址
2.2.3.2 私網IP地址
2.2.4 自動設置IP地址的DHCP
2.2.4.1 DHCP的消息部分中包含著諸多的信息
2.2.4.2 DHCP的原理非常簡單
2.2.4.3 對DHCP報文作中繼處理
2.2.5 用於故障排除的ICMP
2.2.5.1 ICMP的關鍵在於類型和代碼
2.2.5.2 常見的類型和代碼有四種組閤
2.2.5.3 齣現問題時先嘗試用ping去排除故障
2.3 邏輯設計
2.3.1 整理齣所需的VLAN
2.3.1.1 實際所需的VLAN會因為諸多因素而變化
2.3.1.2 規定VLAN的ID
2.3.2 在考慮數量增減的基礎上分配IP地址
2.3.2.1 IP地址的估算數量應高於當前所需數量
2.3.2.2 按順序排列網段，使之更容易匯總
2.3.2.3 必須統一規定從何處開始分配IP地址
2.3.3 路由選擇以簡為上
2.3.3.1 考慮在路由選擇中使用哪些協議
2.3.3.2 考慮采用哪種路由選擇方法
2.3.3.3 將路徑匯總以減少路徑數量
2.3.4 NAT要按入站和齣站分彆考慮
2.3.4.1 NAT是在係統邊界進行的
2.3.4.2 通過入站通信轉換地址
2.3.4.3 通過齣站通信轉換地址

第3章 數據安全設計和負載均衡設計
3.1.1 通過端口號劃分服務器進程
3.1.1.1 傳輸層使用TCP和UDP兩種協議
3.1.1.2 TCP的工作原理比較復雜
3.1.1.3 MTU和MSS的差異在於對象層不同
3.1.2 用防火牆守衛係統
3.1.2.1 基於連接進行控製
3.1.2.2 狀態檢測和包過濾之間的區彆
3.1.2.3 防火牆在不斷進步
3.1.3 通過負載均衡器分散服務器的負荷
3.1.3.1 目的NAT是服務器負載均衡技術的基礎
3.1.3.2 通過健康檢查監控服務器的狀態
3.1.3.3 熟練掌握可選功能
3.2 從會話層到應用層的技術
3.2.1 HTTP支撐著互聯網
3.2.1.1 HTTP/1.0和HTTP/1.1 的TCP連接用法大相徑庭
3.2.1.2 HTTP因請求和響應而得以成立
3.2.2 用SSL保護數據
3.2.2.1 防止竊聽、篡改和冒充
3.2.2.2 通過SSL可以給各種各樣的應用程序協議加密
3.2.2.3 SSL使用混閤加密方式進行加密
3.2.2.4 消息摘要是消息的概要
3.2.2.5 SSL中執行著大量的處理
3.2.2.6 用客戶端證書對客戶端進行認證
3.2.3 用FTP傳輸文件
3.2.3.1 主動模式使用特定的端口
3.2.3.2 被動模式改變使用的端口
3.2.3.3 FTP就應該當作FTP去處理
3.2.4 用DNS解析名稱
3.2.4.1 用UDP進行名稱解析
3.2.4.2 用TCP進行區域傳輸
3.3 數據安全設計與負載均衡設計
3.3.1 數據安全設計
3.3.1.1 整理齣真正需要的通信
3.3.1.2 通過多級防禦提高安全係數
3.3.1.3 默認啓動的服務應控製在最小範圍內
3.3.2 負載均衡設計
3.3.2.1 要高效地均衡負載
3.3.2.2 啓用哪些可選功能

第4章 高可用性設計
4.1 冗餘技術
4.1.1 物理層的冗餘技術
4.1.1.1 將多條物理鏈路集結成一條邏輯鏈路
4.1.1.2 將多個物理網卡集結成一個邏輯網卡
4.1.1.3 將多颱物理設備集結成一颱邏輯設備
4.1.1.4 當上行鏈路中斷時，讓下行鏈路也隨之中斷
4.1.2 數據鏈路層的冗餘技術
4.1.2.1 STP的關鍵在於根網橋和阻塞端口
4.1.2.2 STP有三種
4.1.2.3 同時啓用多項可選功能
4.1.2.4 利用BPDU切斷橋接環路
4.1.3 網絡層的冗餘技術
4.1.3.1 FHRP
4.1.3.2 利用路由協議確保通往上層設備的路徑
4.1.4 從傳輸層到應用層的冗餘技術
4.1.4.1 防火牆的冗餘技術
4.1.4.2 負載均衡器的冗餘技術
4.2 高可用性設計
4.2.1 高可用性設計
4.2.1.1 串聯式結構
4.2.1.2 單路並聯式結構
4.2.2 理清通信流
4.2.2.1 串聯式結構
4.2.2.2 單路並聯式結構

第5章 管理設計
5.1 管理技術
5.1.1 用NTP同步時間
NTP的工作原理非常簡單
5.1.2 用SNMP檢測故障
5.1.2.1 通過SNMP管理器和SNMP代理交換信息
5.1.2.2 熟練掌握三種運作模式
5.1.2.3 限製源IP地址
5.1.3 用Syslog檢測故障
Syslog的工作原理非常簡單
5.1.4 傳遞設備信息
5.1.4.1 CDP
5.1.4.2 LLDP
5.1.4.3 注意CDP和LLDP的數據安全問題
5.2 管理設計
5.2.1 確定主機名
5.2.2 通過標簽管理連接
5.2.2.1 綫纜標簽
5.2.2.2 本體標簽
5.2.3 設計密碼
5.2.4 管理設置信息
5.2.4.1 在備份設計中應定義時機、方式和保存地點
5.2.4.2 發生故障時執行恢復處理

前言/序言

　　本書將為你講述服務器端網絡架構中的基礎技術和設計要點。
　　最近齣現瞭一股迴歸場內服務（On-premises，也稱內部部署，即公司內部運行）的新潮流， 頗有與雲計算這股時代大潮相抗衡的趨勢。將所有的數據都存放在雲上是否安全？人們這種不 安的心理引發瞭對場內服務的迴歸，還滋生瞭另一種新的潮流——雲計算和場內服務的混閤體。 在這樣不斷變化的大環境中，筆者認為場內服務仍將繼續存在下去。本書就將結閤圖錶，詳細 說明其中服務器端網絡架構的基礎技術和設計要點。
　　最近這幾年，在服務器端網絡使用的基礎通信技術並沒有太大的進步。服務器端大多設在 絕不允許服務中斷的關鍵任務環境中，新技術很難滲透，也很難植根於這樣的環境。但正因如 此，服務器端的多餘部分纔得以剔除，形成瞭非常精簡單純的風格。網絡的基礎技術可以說已 經成型瞭，然而在網絡上運行的網絡設備和服務器的技術仍然踩著現在進行時的節奏在持續不 斷地爆發性發展，由此齣現瞭虛擬技術和網絡存儲技術等基於網絡的創新技術。如今，它們已 在係統中不可或缺。隨著這些技術的發展，人們追求的網絡形態和網絡設計的方式也在時刻發 生著變化，基礎架構工程師和服務器工程師必須能靈活應對這些變化纔行。
　　在網絡世界裏，無論齣現怎樣的新技術，基礎部分都不會有太大的變化，無非是在某些地 方對某些功能分而化之，或是恰恰相反，將某些地方的某些功能整而閤之，使它們周而復始地 聚散離閤而已。正因為基礎技術早已成型，纔需要我們更深入、更紮實地掌握它們。隻要掌握 好基礎部分，那麼無論上層運行的是什麼技術和設備，我們都能夠沉著應對，決不會亂瞭陣腳。
　　但是，最近重視需求定義和基礎設計這些上遊工程而輕視詳細設計和具體架構這些下遊工 程的事例有增無減。上遊工程當然是重要的，而且“僅瞭解技術概要即可”這種想法的確會帶 來更高的效率，有它一定的道理。不過，筆者對這種說法有著明顯的抵觸感——在下遊工程中 設置過多少颱機器、經曆過多少次問題，最後終究會反映到上遊工程中，反映齣我們作為基礎 架構或網絡工程師的底蘊和說話的分量。沒接觸過設備，就不知道哪裏纔是關鍵，不知道發生 問題時應該如何處理。而且，僅僅將操作手冊和規格說明書裏的內容囫圇吞棗後就去嘗試係統 架構，這種網絡設計手法也是大錯特錯的。因為操作手冊和規格說明書裏畢竟隻寫瞭設備所具 有的功能，何況在需要絕對穩定的網絡世界裏，“理解”和“操作”是兩個相去甚遠的不同概念。現在，不僅存在虛擬環境，又有很多在其中運行的虛擬專用機試用版可供使用，和以往相比，我們可以更方便地進行嘗試和驗證。所以，在掌握好基礎部分之後，還是需要自己去動手 設置。在這個過程中經曆各種設置和各色問題後，我們纔能邁齣堅實的下一步。如果本書能夠 成為眾多從事網絡工作的工程師們前進的路標，筆者定當備感榮幸。
　　本書適閤的讀者
　　本書適閤以下幾類讀者閱讀。
　　想要設計服務器端的網絡工程師
　　已經掌握瞭架構和測試等下遊工程的工程師會嚮需求定義和基礎設計這些上遊工程轉移和 發展。在網絡架構中，基礎設計就是生命綫，而基礎設計中製定的規則決定瞭服務器端的一切。 本書在各章中描述瞭基礎設計中應該確定的最基本的內容，相信能在基礎設計中助你一臂之力。 想要瞭解網絡的服務器工程師 如今，虛擬化和網絡存儲等技術已經成為瞭係統中不可或缺的部分，這些技術大多采用的 是基於網絡的框架結構，我們已經可以說服務器和網絡是密不可分的。針對那些說著“服務器 我很擅長，但網絡就不太懂瞭……”的、稍微有些“偏食”的工程師們，本書使用瞭大量的圖 示來講解，一定會讓你喜歡上網絡技術的。
　　負責服務器端運行和管理的現場管理人員
　　在長期的現場運行中，管理人員會遇到種種問題，例如服務器的服務齣現差錯、網絡設備 損壞，等等。排除問題的捷徑隻有一條，那就是好好學習基礎技術。服務器端是一個由諸多基 礎技術拼接而成的世界，本書列舉瞭一些架構實例，能夠幫助你掌握每一項基礎技術，最終拼 接齣一個完整的世界。
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