图解服务器端网络架构-网络层L3

数据链路层只是将同一网段中的节点连接起来，而网络层将不同的网段连接起来。

假如我们要连接国外的Web服务器，由于网段不同，在数据链路层这个层面是根本无法连接起来的，而网络层群能将数据链路层中能够的一个个小网段拼接成一个大网络。

有些IP地址已近被系统占用了，其中三种常用于网络设计和故障排除，它们分别是网络地址，广播地址，环回地址。

网络地址：是指主机部分的IP地址位都是0的IP地址，代表了网络本身。

例如，针对IP地址192.168.1.1设置的子网掩码时255.255.255.0，那么192.168.1.0就是网络地址。

广播地址：指主机部分的IP地址位都是1的IP地址，代表了同一网段中的所有节点。

例如，如果针对192.168.1.1设置的子网掩码时255.255.255.0，那么192.168.1.255就是广播地址。

路由器和L3(网络层)交换机是工具L3中的IP地执信息转发数据包的。对数据包的转发目的地进行切换的过程叫做路由选择。

L3交换机和路由器是通过路由表对IP数据包进行路由选择的。

路由表由“目的网段””下一跳“”路由协议“”度量值“等多种信息构成，它告诉我们将数据包转发给哪个IP地址就能抵达目的网段。其中，最重要的信息是”目的网段“和”下一跳“。

假设有如下设置的两个节点，它们是双向通信的。

MAC地址是物理地址，仅在同一网段中有效，因此，每当要跨越网段——也就是需要跨越路由器时——都必须更换MAC地址才行，ARP能解决这个目的MAC地址的更换问题。

1《GitHub入门与实践》

2《机器人科技：技术变革与未来图景》

3《程序员的数学》

4《代码的未来》

5《图解HTTP》

6《图解网络硬件》

7《图解机器学习》

8《图解服务器端网络架构》

本篇经验将和大家介绍几种常见的软件架构模式，希望对大家的工作和学习有所帮助！

方法/步骤

分层模式

这种模式也称为多层体系架构模式。它可以用来构造可以分解为子任务组的程序，每个子任务都处于一个特定的抽象级别。每个层都为下一个提供更高层次服务。

一般信息系统中最常见的是如下所列的4层。

表示层(也称为UI层)

应用层(也称为服务层)

业务逻辑层(也称为领域层)

数据访问层(也称为持久化层)

使用场景：

一般的桌面应用程序

电子商务Web应用程序

客户端-服务器模式

这种模式由两部分组成：一个服务器和多个客户端。服务器组件将为多个客户端组件提供服务。客户端从服务器请求服务，服务器为这些客户端提供相关服务。此外，服务器持续侦听客户机请求。

使用场景：

电子邮件，文件共享和银行等在线应用程序

主从设备模式

这种模式由两方组成主设备和从设备。主设备组件在相同的从设备组件中分配工作，并计算最终结果，这些结果是由从设备返回的结果。

使用场景：

在数据库复制中，主数据库被认为是权威的来源，并且要与之同步

在计算机系统中与总线连接的外围设备(主和从驱动器)

管道-过滤器模式

此模式可用于构造生成和处理数据流的系统。每个处理步骤都封装在一个过滤器组件内。要处理的数据是通过管道传递的。这些管道可以用于缓冲或用于同步。

使用场景：

编译器。连续的过滤器执行词法分析、解析、语义分析和代码生成

生物信息学的工作流

代理模式

此模式用于构造具有解耦组件的分布式系统。这些组件可以通过远程服务调用彼此交互。代理组件负责组件之间的通信协调。

服务器将其功能(服务和特征)发布给代理。客户端从代理请求服务，然后代理将客户端重定向到其注册中心的适当服务。

使用场景：

消息代理软件，如Apache ActiveMQ，Apache Kafka，RabbitMQ和JBoss Messaging

点对点模式

在这种模式中，单个组件被称为对等点。对等点可以作为客户端，从其他对等点请求服务，作为服务器，为其他对等点提供服务。对等点可以充当客户端或服务器或两者的角色，并且可以随时间动态地更改其角色。

使用场景：

像Gnutella和G2这样的文件共享网络

多媒体协议，如P2PTV和PDTP

像Spotify这样的专有多媒体应用程序

事件总线模式

这种模式主要是处理事件，包括4个主要组件：事件源、事件监听器、通道和事件总线。消息源将消息发布到事件总线上的特定通道上。侦听器订阅特定的通道。侦听器会被通知消息，这些消息被发布到它们之前订阅的一个通道上。

使用场景：

安卓开发

通知服务

模型-视图-控制器模式

这种模式，也称为MVC模式，把一个交互式应用程序划分为3个部分，

模型：包含核心功能和数据

视图：将信息显示给用户(可以定义多个视图)

控制器：处理用户输入的信息

这样做是为了将信息的内部表示与信息的呈现方式分离开来，并接受用户的请求。它分离了组件，并允许有效的代码重用。

使用场景：

在主要编程语言中互联网应用程序的体系架构

像Django和Rails这样的Web框架

黑板模式

这种模式对于没有确定解决方案策略的问题是有用的。黑板模式由3个主要组成部分组成。

黑板——包含来自解决方案空间的对象的结构化全局内存

知识源——专门的模块和它们自己的表示

控制组件——选择、配置和执行模块

所有的组件都可以访问黑板。组件可以生成添加到黑板上的新数据对象。组件在黑板上查找特定类型的数据，并通过与现有知识源的模式匹配来查找这些数据。

使用场景：

语音识别

车辆识别和跟踪

蛋白质结构识别

声纳信号的解释

解释器模式

这个模式用于设计一个解释用专用语言编写的程序的组件。它主要指定如何评估程序的行数，即以特定的语言编写的句子或表达式。其基本思想是为每种语言的符号都有一个分类。

使用场景：

数据库查询语言，比如SQL

用于描述通信协议的语言

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