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标题: 云计算-华为HCIA-学习笔记 [打印本页]

作者: 万有斥力    时间: 2024-11-23 10:16
标题: 云计算-华为HCIA-学习笔记
笔者今年7月底考取了华为云计算方向的HCIE认证,回顾从IA到IE的学习和项目实战,想整合和分享自己的学习历程,欢迎志同道合的朋友们一起讨论!      

   第二章:服务器根本

   服务器是什么?

   
服务器本质上就是个性能超强的台式机。(服务器是为用户提供服务的设置更高级的电脑)通常分为文件服务器、数据库服务器、应用步调服务器。

   

   
内存:普通电脑16G-128G ;服务器4T+

   
磁盘:普通电脑0.5-8T ;服务器8T+

   
CPU:普通电脑i9 20(核心数) ;服务器 24 48 128

   
服务器参数:高度1u=4.445cm;2路=2CPU(计算产品3D展示)

   
常见规格:

   
高密型:1U2路

   
高性能型:2U4路

   
均衡型:2U2路

   
存储型:4U2路

   
服务器的特点:

      

   
设备的标准大小:

   
设备往往都是安装在机柜上的,机柜是一个固定大小和规格的框架,机柜的规格首先根据设备的差异,分为了数通机柜和服务器机柜。数通机柜和服务器机柜的区别在于深度。全部的机柜都会区分高度,高度的单位是U(unit单位),根据国际标准,机柜的标准高度有48U、42U、36U、32U、24U、16U、8U、4U;1U是1.75英寸,也就是4.445厘米,1U会被分成3个高度位。

   
服务器大概是其他设备,根据产品的差异,分为了1U设备,2U设备,4U设备,8U设备,16U设备

   

   
服务器发展历程:

   

   

   
计算产业的变迁:

   
专用计算:为特定应用大概工作负载量身定做,比分说网络安全、深度学习、工作控制等领域。

   
通用计算:通常不针对任何的应用实行,能够实行各种类型的任务,比分说办公软件、网页欣赏、游戏等,实用于多变的使用环境和需求。

   
智能计算:chatCPT是计算3.0的一部分,chatCPT作为基于大规模语言模型的人工智能应用。(大语言模型)

   

   
计算机领域中的全部问题,都可以通过添加一个中间层来进行解决。

   

   

   
ps:塔式服务器一样平常用于当局教育部分进行大规模考试效果存储;刀片服务器可以明白成很多独立的小服务器,每个‘小刀片’差不多是一个主板

   

   服务器硬件组成:

   
1. 处置惩罚器(CPU):服务器的中心处置惩罚单位,负责实行计算和逻辑运算。常见的处置惩罚器品牌有英特尔(Intel)和AMD。

   
2. 内存(RAM):随机存取存储器,用于临时存储正在实行的步调和数据,以进步服务器的性能。内存容量越大,服务器可以同时处置惩罚的任务越多。

   
3. 硬盘(HDD/SSD):用于永世存储数据和步调。硬盘可以是传统的机械硬盘(HDD)或固态硬盘(SSD)。SSD具有更快的读写速率,但价格相对较高。

   
4. 主板(Motherboard):毗连和和谐服务器各个硬件组件的工作。主板上包罗处置惩罚器插槽、内存插槽、扩展插槽等。

   
5. 电源供应器(PSU):为服务器提供稳定的电力供应。服务器通常须要使用高效能的电源供应器,以确保在高负载环境下仍能稳定运行。

   
6. 网络接口卡(NIC):用于毗连服务器到网络的设备,可以是集成在主板上的网卡,也可以是独立的PCIe网卡。

   
7. 显卡(GPU):对于须要进行图形处置惩罚的服务器,如图形工作站或游戏服务器,显卡是必不可少的组件。但对于一样平常的服务器应用,集成在主板上的显卡就足够了。

   
8. 冷却系统:服务器在运行时会产生大量热量,因此须要有用的冷却系统来保持硬件在合适的温度下运行。冷却系统可以是风扇、散热器或液冷系统。

   
9. 机箱(Case):用于容纳和保护服务器硬件的外壳。机箱的计划应思量到散热、扩展性和易用性等因素。

   
10. 其他外设:根据服务器的应用需求,可能还须要其他外设,如光驱、USB设备、表现器、键盘和鼠标等。

   

   计算:

   

   

   
主频(生产线):时间频率,cpu的性能标配。同系列的微处置惩罚器,cpu的主频越高,cpu性能越好。

   
外频(生产线上的产品):外频(External Frequency)通常指的是系统总线(如前端总线FSB)的频率,即系统的基本时钟频率。这个频率是CPU与外部设备(如内存、输入/输出设备等)进行数据传输的速率指标。

   
总线频率:总线频率(Bus Frequency)是指数据传输总线在单位时间内传输数据的次数,通常以赫兹(Hz)为单位。总线频率是衡量计算机系统性能的一个紧张指标,它直接影响到数据的传输速率和处置惩罚能力。

   
倍频系数:主频/外频。

   

   存储:

   
磁盘与硬盘两个名词的区分:硬盘分为机械硬盘(HDD)和固态硬盘(SSD);磁盘特指机械硬盘。

   

   
ps:QPI总线用于毗连cpu和内存;PCLE总线用于毗连别的组件之间的毗连。

   
内存(读写文件时的缓冲,内存条的读写速率比磁盘快很多)内存储器,作用于临时存放cpu中的运算数据,以及磁盘等外部存储器的数据。

   

   

   

   
计算机领域中,全部渴望同时借鉴两者优势的技术,往往末了都是带有妥协性。

   

   

   

   

   
sata、sas、nl-sas机械硬盘;ssd固态硬盘

   
接口 -- 协议:接口是协议的物理表现。

   

   
传输速率:

   
串行接口:传输速率较慢,因为因为采取一位接一位的方式进行数据传输。信号线比较少,可以在较长的距离上实现可靠的数据传输。

   
并行接口:由于可同时传输多个数据位,所以数据的传输速率较快。多条信号线之间干扰较多,不实用于长距离的传输,而且容易受到电磁干扰。

   

   
磁盘:接口、控制电路、磁头、主轴、盘片

   
盘片:负责承载数据,分为单盘片和多盘片。

   
逻辑组成概念:

   
扇区:盘片中的最小单位。

   
磁道:同一个盘片中的同心圆上的多个扇区的集合。

   
柱面:差异盘片上相同的磁道。

   
转换率:1扇区=512字节 ;1T=(1024*1024*1024*2)扇区

   
ps:位(bit):这是信息的最小单位。每个位的值只能是0或1。

   
字节(Byte):这是更常用的数据丈量单位。一个字节由8位组成。

   
因此,转换关系非常简单:

   
1字节=8位

   
KB(Kilobyte)是表现字节数量的单位,1kb=1024字节。

   

   
机械硬盘指标:

      
IOPS=1s/单次读取的时间

   
=1s/均匀访问时间

   
=1s/(均匀寻道时间+均匀等待时间)

   
=1s/(4ms+硬盘旋转半圈的时间)

   
=1000ms/(4ms+60s/转速/2)

   
=1000ms/(4ms+30000ms/RPM)

   
计算题:7200RPM的硬盘,IOPS为多少?

   

   

   
ps:SCSI 是“Small Computer System Interface” (小型计算机系统接口)的英文缩写,它是专门用于服务器和高档工作站的数据传输接口技术。 SCSI卡是SCSI控制卡的简称。

   

   
存储类型发展:

      

   
存储形态:

      
存储组网类型:

   
DAS:直连式存储

   
NAS:网格附加存储,将存储设备接入到现有的组网中,并为服务器提供数据和文件 服务

   
nfs协议:一样平常多用于Linux系统之间的文件共享

   
cifs协议:一样平常多用于Windows系统之间的文件共享

   
SAN:存储区域网络,将存储设备接入到现有的组网中,并为服务器提供数据和块设 备

   
ip-san:通过iscsi协议进行对接(ip+scsi)

   
fc-san:通过光纤的方式进行数据对接

      

   
存储业务类型

   

   
块存储:假造机迁移等,效率高、耗费低

   
文件存储:办公职员,共享文件夹进行数据存储与通报

   
对象存储:存储基本数据和其元数据,将一些数据直接存入一块区域中(大的空间,扁平化),不做层级处置惩罚(树布局,Windows的文件模式),桶,视频公司多用

   

   
RAID 独立冗余磁盘阵列:

      
条带:磁盘单个或多个连续扇区组成条带,是分条的组成元素

   
分条:同个磁盘阵列中多个磁盘相同位置的条带叫做分条

      

   

   
ps:LUN是将RAID阵列资源池化后的逻辑资源,形成一个存储的逻辑单位,系统使用时相称于 使用了磁盘。

   
磁盘--分区--格式化(装修,定义规则)--挂载(相称于一个密闭空间开扇门,挂载后才可以访 问和使用)

   
定义文件系统,即对文件的操作规则,赋予分区文件系统就是格式化的过程。

   

   
重构:RAID阵列中发生故障的磁盘上全部的用户数据和校检数据重新天生,并且把这些数据 写到热备份的过程。

   
RAID热备:

   
全局式:备用磁盘为系统中全部的RAID共享,谁先用归谁

   
专用式:备用磁盘为系统中指定的RAID独享

   

   

   
RAID工作流程:

      
RAID 0出现的时间,在硬盘出现的早期,那个时间硬盘的空间大小是比较小的。所以RAID 0主要是为了两个目的,第一个是将小空间归并为大空间,第二个是提升硬盘的读写速率。

   
RAID 0将全部的空间都做为数据盘提供服务,不带有任何的差错控制机制。读数据的时间,就全部盘工作,写数据同理。有多少盘,就多少盘并发。

   
RAID 0允许使用全部硬盘作为数据盘,所以RAID 0的效率非常的高,但是RAID 0是没有差错控制机制的,只要RAID 0中损坏一块盘,全部数据就全丢。

   
所以一样平常来说我们称RAID 0提供了极致的速率。专门做缓存,即使数据丢失,重新跑一遍即可,缓存思量速率,对安全的顾虑不大。

   

      

   
ps:read性能下降是因为做镜像备份时数据要写两份。

   
镜像用于解决物理上的问题,即允许坏掉一个盘,但是自行删除的数据镜像盘会同步删除。

   
RAID 0提供了极致的速率,但是安全性完全没有,所以RAID 1添补了安全性空白,RAID 1接纳的布局叫做镜像阵列,说白了就是复制。RAID组内有多少硬盘,就复制多少份,所以RAID 1非常安全,可以允许损坏到只剩下一块硬盘。

   
RAID 1的硬盘全部空间都用于存储数据,不带有任何效率提升,所以读写RAID 1和读写单盘没有任何区别。所以RAID 1一样平常来说不会有很多的硬盘组成,因为太浪费空间。

   
安全性最高,至少须要2块磁盘组成。

   

      

   
RAID 0提供了极致的速率,RAID 1提供了极致的安全,RAID 3在肯定程度上对两者的优势做了联合。RAID 3第一次提出了数据盘和校验盘的概念。使用奇偶校验保证数据。奇偶校验以相同为假,相异为真作为原则(XOR),用户的数据只会写入到数据盘,然后根据数据盘中的数据计算校验码,存入校验盘中。

   
奇偶校验的最大的优势,就是无序性。我们计算不须要思量任何次序。奇偶校验可以允许不做反算。当有数据丢失的时间,我们直接做奇偶运算得到丢失的数据即可。

   
在RAID 3中,第一次出现了降级的概念,当数据盘损坏的时间,我们是无法直接读取该数据盘的数据的。但是我们可以通过奇偶运算得到目标损坏盘的数据的。

   
在RAID 3中,第一次出现了重建的概念,数据盘损坏之后,我们更换了新盘之后,系统就会将故障盘中的数据全部重算,写入到新盘,这个恢复的过程就是重建。

   
RAID 3最多可以允许损坏1块硬盘,因为坏的硬盘多了之后,奇偶校验的效果就是损坏的硬盘奇偶校验的效果,我们无法判断数据的归属。

   
RAID 3因为不论修改什么数据,都会带着校验盘一起修改,所以校验盘的热点压力就会特殊的高,也就导致硬盘损坏速率很快。

   
至少须要3块磁盘,专门拿一块盘做校检盘。

   

      
RAID 3有热点校验盘,可否解决热点?不能解决热点,能不能分摊压力?可以,所以有了RAID 5。

   
在RAID 5中,是没有热点盘的,每个硬盘又做数据又做校验,我们将校验盘打散为校验空间,均匀的散布在每一块硬盘上。

   
本质上来说,RAID 5和RAID 3没有任何区别,只有校验数据存放的位置发生了变化。

   
至少须要3块磁盘,校检位是通太过布式均匀地分散给每一块磁盘,做数据备份。

   

   

   
RAID6:数据通过两种异或校检方式进行数据保护,一样平常用于数据可靠性、可用性较高的场景,最多可损坏2

   

   

   
级别

差错控制

控制方法

最小盘数

允许损坏盘数

次序读

随机读

次序写

随机写

使用率

应用场景

RAID 0



2

0

N

N

N

N

100%

测试场景或对数据安全完全不敏感的场景

RAID 1


镜像复制

2

N-1

1

1

1

1

1/N

系统盘或极其注意安全的场景

RAID 3


奇偶校验

2D+1P

1

N-1

N-1

<N-1

<<<N-1

N-1/N

备份场景

RAID 5


奇偶校验

2D+1P(空间)

1

>N-1

>N-1

N-1

<N-1

N-1/N

通用场景

RAID 6


奇偶校验

2D+2P

2

N-2

N-2

<N-2

<<<<N-2

N-2/N

WORM

write once read many

RAID 10


镜像复制

2*2

每组剩1

组数

组数

组数

组数

组数/N

金融行业

RAID 50


奇偶校验

2*3

每组坏1

>组数*(N-1)

>组数*(N-1)

组数*(N-1)

<组数*(N-1)

N-组数/N

……

   
RAID10:先1后0

   
RAID01:先0后1,可以损坏两个盘,但是不能同时损坏内部两个RAID0的同一个盘

   

   
RAID和LUN(Logical Unit Number)关系:

   
RAID由几个硬盘组成,从整体上看相称于多个磁盘组成一个大的物理卷。在物理卷根本上可以按照指定的容量创建一个大概多个逻辑单位,这些逻辑单位叫做LUN,可以映射给主机设备。

   

   网络根本:

   

   

   
网络通信的基本模式:

      

   
网卡(网络适配器):

   
华为服务器网卡的类型:

   
板载网卡:内嵌在服务器的主板上,假如网卡发生故障,只能通过更换主板的方式跟换网 卡。

   
PCIe标卡:支持热拔插,在不影响服务器的正常运行的环境下,对网卡进行更换。

   
灵活IO插卡:华为自研的网卡,只针对华为的机架式服务器实用。

   
MEZZ卡:只针对刀片式服务器实用。

   
电源的冗余特性:

   
1+1:由两个电源模块组成,每个电源模块承载50%输出功率,假仍旧障大概拔出模块, 另一个电源模块将承载100%的输出功率。允许损坏一个电源模块。

   
1+2:由三个电源模块组成,每个电源模块承载33.3%输出功率,假如一个故障大概拔出 模块,另外两个电源模块将分别承载50%的输出功率。允许损坏两个个电源模块。

   
热插拔:支持用户在不关闭系统、不堵截电源的环境下取出大概更换网卡、磁盘、电源 等。

   

   
BIOS:当计算机大概服务器启动时,第一个运行的应用步调,能够对服务器底层的硬件进行实时监控、做系统诊断等。

   
IPMI:智能平台管理接口,IPMI信息通过基板管理控制器(BMC)进行交换,使用低级硬件智能管理而不是操作系统进行管理。

   
BMC:BMC界面,对服务器进行可视化管控(动态监控、系统诊断)。iBMC华为自研的服务器管控界面。

   

   
单位转换:

   
Mbps——M bit per second——Mb/s——1/8 MB/s

   

   
ps:

   
猫——model——调制解调器

   
模拟信号——数字信号,光信号——数字信号

   

   
双绞线线序:

   
直通线、交叉线、反转线

   
568A、568B、反转线

   
直通线:终端毗连网络设备

   
交叉线:网络设备互联

   
反转线:管理网络设备的网络管理口毗连

   
随着时间的发展,现在全部网络设备全部兼容交叉线,568B标准。

   
568B:白橙、橙、白绿、蓝、白蓝、绿、白棕、棕

   

   
IP根本:

   
IP是一个网络中的唯一标识的逻辑地址,我们在网络中通信的时间,IP地址不能辩论。但是跨网络的时间,IP地址是可以重复的。也就是说,在一个网络的内部,IP地址不能有重复。

   
IP地址用于标识网络中的唯一的一台设备,同时IP地址可以用于通信。

   
我们认为IP地址等同于人的名字,可以允许有重复,但是不能在组织内部重复,假如将全部的设备都进行标识的时间,就不能使用IP。这个时间就须要靠MAC地址,也就等同于身份证号。

   
IP地址为32位的点分十进制数,我们将32位按照每8位一个单位,用.分别,然后再将每个8位转换为十进制,所以叫点分十进制数。

   

   
NAT:把内部私有网络地址(IP地址)翻译成正当网络IP地址的技术。

   
ipv4:32bit

   
ipv6:128bit

   

   
二进制:

   

   
171=10101011

   
214=11010110

   
191=10111111

   
127=01111111

   
10=00001010

   
172=10101100

   
192=11000000

   
224=11100000

   
IP地址范围:0.0.0.0——255.255.255.255

   
11010110=214

   
十六进制:0-E

   
十进制——二进制——十六进制

   
218=11011010=DA

   

   
IP地址根据实际的需求分为了A——E 5个类别:

   
A类 00000000.0.0.0——01111111.255.255.255 0.0.0.0-127.255.255.255

   
B类 10000000.0.0.0——10111111.255.255.255 128.0.0.0-191.255.255.255

   
C类 11000000.0.0.0——11011111.255.255.255 192.0.0.0-223.255.255.255

   
D类 11100000.0.0.0——11101111.255.255.255 224.0.0.0-239.255.255.255

   
E类 11110000.0.0.0——11111111.255.255.255 240.0.0.0-255.255.255.255

   

   
A类:一样平常用于北美/拉美地区的IP分配,欧洲有一部分

   
B类:一样平常用于亚洲/欧洲分配使用

   
C类:大部分分配给了非洲地区

   
D类:一样平常用于组播地址以及大洲分配

   
E类:保留地址,分配给全球科研机构使用

   
分配IP地址的工作单位叫做AINA,全部的IP地址必须要和该组织购买才能使用。

   
为了节约地址,通常指定几个地址段做私网地址:

   
10.0.0.0 - 10.255.255.255

   
172.16.0.0 - 172.31.255.255

   
192.168.0.0 - 192.168.255.255

   

   
IP地址一共有4297483647个,现在已经完全分配完了,没有可用地址了。所以为了节约IP,在网络内部不上网的时间,实际上是没有须要分配公网IP的。

   
所以我们指定了几个地址端,用于内部网络互通使用。分别为:

   
10.0.0.0-10.255.255.255

   
172.16.0.0-172.31.255.255

   
192.168.0.0-192.168.255.255

   
用户设置这三段地址中的IP的时间,是不能直接上网的。

   

   
环回地址:测试设备自身的软件系统,主机ping 127.0.0.1,假如能通证明pc接口没问题,可进一步查抄接通线。

   
169.254.0.0/16 微软专用

   

   
IP地址分为了网络位和主机位,网络位可以明白为组编号,具有相同的网络位的IP,在同一个组内。主机位就是ID,也就是组内的编号。

   
子网掩码用于标识网络位和主机位。子网掩码的1代表网络位,0代表主机位。1和0必须连续,不能穿插。

   
每组的主机位的第一个IP代表当前全组,不能设置,每组IP的末了一个地址,代表组内广播,当有消息发送到末了的地址时,组内全部的主机都能收到。

   
所以主机组部分可用IP为2^主机位-2 (掐头去尾)

   
ps:网络地址主机位全0、广播地址主机位全1,子网掩码的位数为网络位

   

   
子网掩码的位数是可调整的。不是固定必须要以8位为一个单位。

   
比如,用户须要一组内有300个IP可使用。要求分配192.168.11.0网段,请问子网掩码应该是多少?

   
/23

   
请问172.16.12.122/27,这个地址的网段号和广播号是多少?

   
172.16 .12 . 01111010 (原ip 2进制表现)

   
255.255.255.11100000 = 255.255.255.224 (子网掩码)

   
IP地址 `172.16.12.122` 转换为二进制,应用子网掩码 `255.255.255.224`,进行 与 操作得到 网段号

   
172.16.12.01100000 = 172.16.12.96

   
172.16.12.96 (网段号)

   
子网内末了一个地址是广播地址,计算方法是将网段号的主机部分(末了5位)全部置为1

   
172.16.12.127 (广播号)

   

   

   

   
可用地址数:2**24-2

   

   

      

   
网络的基本架构

   

   
现代网络架构一样平常遵循的是三层网络架构,分别为接入层、汇聚层、核心层。

   
接入层:接入层是负责将各种类型的设备接入到网络中的一个层级,一样平常是交换机大概是无线AP组成的。接入层往往会面向大量的用户,所以接入层的设备端口会非常多,同时因为每台设备所转发的流量并不是很大,所以一样平常来说接入层设备会以多端口,低性能为主。

   
汇聚层:汇聚层负责将接入层接入的设备流量汇聚到本层中。

   
核心层:核心层负责将整个网络的全部流量汇聚到自身,然后进行同一的流量转发。

   
流量互访eg:

   

   

   
新型网络架构:园区网络架构

   
在大型数据中心和园区网中,三层架构进行数据转发的耽误一样平常会比较高。所以一样平常来说会选择大二层网络。大二层网络的核心思想就是为了淘汰层级,低落耽误。所以大二层网络只有leaf和spine节点。leaf就是叶节点,可以等同于接入层。spine就是主干节点,负责流量转发。

   
三层架构一样平常用于普通网络架构,大二层网络现在在大型数据中心中应用最为广泛。

   

   
辩论域:毗连在同一导线上的全部工作站的集合,第二层设备(交换机)可以分别辩论域

   
(一个接口就是一个辩论域,一个接口连一个终端)

   

   
网络分类:

      

   
以太网:

   
不论什么网络,其所使用的技术,都叫做ethernet,翻译为以太网,以太网就是现代互联网的根本。

   
根据速率的差异,以太网分为以下的类型

   
Ethernet——E——10Mbps以太网

   
FastEthernet——FE——100Mbps以太网

   
GibitEthernet——GE——1000Mbps以太网

   
TibitEthernet(10G Ethernet)——TE、10GE——10000Mbps以太网

   

   
后续会持续更新个人的学习心得和学习过程中的一些记载,创作不易,假如以为笔者写的还行,渴望能点赞、关注,一起交换!


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