操作系统实战45讲
彭东
网名 LMOS,Intel 傲腾项目关键开发者
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开篇词 (1讲)
开篇词 | 为什么要学写一个操作系统?
免费
尝尝鲜:从一个Hello到另一个Hello (2讲)
01 | 程序的运行过程:从代码到机器运行
02 | 几行汇编几行C:实现一个最简单的内核
心有蓝图:设计 (2讲)
03 | 黑盒之中有什么:内核结构与设计
04 | 震撼的Linux全景图:业界成熟的内核架构长什么样?
程序的基石:硬件 (3讲)
05 | CPU工作模式:执行程序的三种模式
06 | 虚幻与真实:程序中的地址如何转换?
07 | Cache与内存:程序放在哪儿?
基本法:同步原语 (2讲)
08 | 锁:并发操作中,解决数据同步的四种方法
09 | 瞧一瞧Linux:Linux的自旋锁和信号量如何实现?
夺权:启动初始化 (6讲)
10 | 设置工作模式与环境(上):建立计算机
11 | 设置工作模式与环境(中):建造二级引导器
12 | 设置工作模式与环境(下):探查和收集信息
13 | 第一个C函数:如何实现板级初始化?
14 | Linux初始化(上):GRUB与vmlinuz的结构
15 | Linux初始化(下):从_start到第一个进程
土地革命:内存 (8讲)
16 | 划分土地(上):如何划分与组织内存?
17 | 划分土地(中):如何实现内存页面初始化?
18 | 划分土地(下):如何实现内存页的分配与释放?
19 | 土地不能浪费:如何管理内存对象?
20 | 土地需求扩大与保障:如何表示虚拟内存?
21 | 土地需求扩大与保障:如何分配和释放虚拟内存?
22 | 瞧一瞧Linux:伙伴系统如何分配内存?
23 | 瞧一瞧Linux:SLAB如何分配内存?
活动实体:进程 (4讲)
24 | 活动的描述:到底什么是进程?
25 | 多个活动要安排(上):多进程如何调度?
26 | 多个活动要安排(下):如何实现进程的等待与唤醒机制?
27 | 瞧一瞧Linux:Linux如何实现进程与进程调度?
下属部门:设备I/O (4讲)
28 | 部门分类:如何表示设备类型与设备驱动?
29 | 部门建立:如何在内核中注册设备?
30 | 部门响应:设备如何处理内核I/O包?
31 | 瞧一瞧Linux:如何获取所有设备信息?
银行仓库:文件系统 (4讲)
32 | 仓库结构:如何组织文件?
33 | 仓库划分:文件系统的格式化操作
34 | 仓库管理:如何实现文件的六大基本操作?
35 | 瞧一瞧Linux:虚拟文件系统如何管理文件?
通信部:网络 (3讲)
36 | 从URL到网卡:如何全局观察网络数据流动?
37 | 从内核到应用:网络数据在内核中如何流转
38 | 从单排到团战:详解操作系统的宏观网络架构
特别放送 (1讲)
用户故事 | 成为面向“知识库”的工程师
操作系统实战45讲
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38 | 从单排到团战:详解操作系统的宏观网络架构

你好,我是 LMOS。
上节课我们学习了单机状态下网络数据在内核中流转的全过程,并且带你一起梳理了网络栈移植的关键步骤。
这节课我会带你看看,现实世界中网络请求是如何穿过重重网络设备,实现大规模组网的。同时,我还会给你讲解网络架构的过去、现在,并展望一下将来的发展趋势。最后我会带你动手搭建一个现代互联网实验环境,通过实际的组网实践加深对网络架构的理解。

从传统网络架构聊起

你是否好奇过,我们目前用的互联网是如何做到互联互通的呢?
让我们先来看看传统的三层网络架构,著名的通信设备厂商思科把这种架构叫做分级的互联网络模型(Hierarchical Inter-networking Model)。这种架构的优点是,可以把复杂的网络设计问题抽象为几个层面来解决,每个层面又聚焦于某些特定的功能。这样就能把复杂而庞大的网络问题拆解成比较好解决的子问题。
如下图所示,三层网络架构设计主要包括核心层、汇聚层、接入层这三个层。下面我分别给你说一说。
三层网络架构示意图
首先是核心层。交换层的核心交换机为进出数据中心的数据包提供高速转发的功能,为多个汇聚层提供连通性,同时也为整个网络提供灵活的 L3 路由网络。
然后是汇聚层。汇聚交换机与接入交换机相连,提供防火墙、SSL 卸载、入侵检测、网络分析等其他服务。
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精选留言(1)

  • pedro
    涨知识,一个操作系统专栏讲网络竟然碾压网络专栏!

    互联网架构属于去中心化架构,即使有的区域挂了,但其它区域仍然可以工作。奈何本人菜,对网络这块的知识只限于使用,实在是无法预测发展趋势啊。

    但有一点可以肯定,互联网会越来越开放。
    2021-08-04
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