计算机网络自顶向下方法第6章-链路层和局域网.2

• 因特网公司如FLAG构建了大量数据中心，每个数据中心容纳数十万太主机，同时支持着不同云应用。每个数据中心有自己的数据中心网络，内部主机彼此互联，并与因特网中其他数据中心互联
• 投资巨大，一个10w台主机的数据中心每月费用超过1200w刀
• 数据中心的主机（称为刀片）就像数据中心的工蜂：提供内容，存储文档，共同执行大规模分布式计算
• 多台机架顶部交换机与多台边界路由器相连

　　1.负载均衡

• • 一个云数据中心，能够同时提供搜索、电子邮件、视频应用等应用，每个应用与一个公开可见的IP地址关联，外部用户向该地址发送请求并从该地址接收响应
  • 外部请求首先被定向到一个负载均衡器，向主机分发请求，以主机当前负载作为函数在主机之间均衡负载
  • 负载均衡器基于分组的目的端口号（第四层）以及目的IP地址做决策，被称为第四层交换机
  • 客户请求—》负载均衡器—》主机—》负载均衡器—》客户
  • 不仅平衡主机间工作负载，还提供类似NAT功能，将外部IP地址转换为内部IP地址，防止客户直接接触主机

　　2.等级结构体系

• • 主机规模扩大到数十万时，数据中心应用路由器和交换机等级结构
  • 边界路由器——接入路由器——第一层交换机+负载均衡器——第二层交换机——第三层交换机（TOR交换机，top of rack，机架交换机）
  • 每台接入路由器下的主机构成单一子网，为使ARP广播流量本地化，每个子网分为更小VLAN子网，每个由数百台组成

　　3.数据中心网络发展趋势

• • 全连接拓扑：每台第一层交换机都与所有第二层交换机相连
  • 模块化数据中心MDC

1. 小明电脑的操作系统生成一个DHCP报文，将报文封装到目的端口67（DHCP服务器）和源端口68（小明的DHCP客户）的UDP报文段，该报文段又封装到目的地址是广播地址、源地址0的IP数据报中
2. 包含DHCP请求报文的IP数据报封装到以太网帧中，目的MAC地址是MAC广播地址，该帧将广播到与交换机连接的所有设备（包括DHCP服务器）
3. 包含DHCP请求的广播以太网帧是小明电脑发出的第一个帧，因此交换机在所有出端口广播入帧，包括连接到路由器的端口，同时自动添加表项到交换机表
4. 路由器在它的接口接收到该帧，抽取IP数据报（因为是广播，否则地址不匹配会丢弃），UDP报文段被分解向上到达UDP，DHCP请求报文从里面再抽取出来，此时DHCP服务器得到了DHCP请求报文（DHCP服务运行在路由器）
5. DHCP服务器回发DHCP ACK报文，包括了IP地址，DNS本地服务器IP地址、默认网关路由器IP地址、网络掩码，放入UDP报文段，再放入IP数据报，再放入一个以太网帧，目的MAC地址是小明电脑的MAC地址
6. 包含DHCP ACK的帧由路由器发送给交换机，交换机从交换机表寻址到输出接口转发
7. 小明电脑收到该帧，抽取IP数据报，抽取UDP报文段，抽取DHCP ACK报文。小明的DHCP客户记录下它的IP地址和DNS服务器的IP地址，在其IP转发表安装默认网关地址。小明电脑向默认网关发送所在子网以外的数据报.

　　6.7.2 仍在准备:DNS和ARP

　　当小明将www.baidu.com的URL输入Web浏览器时，开启了一长串事件，导致百度主页最终显示在Web浏览器上。