三级网络知识点归纳.docx
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三级网络知识点归纳
第一章网络体系结构与设计
一.局域网(LAN)
特点:
1.覆盖有限的地理范围
2.高数据传输速率(10Mbps-10Gbps)
3.一般属于单位所有,易于建立,维护和扩展
分类:
介质访问方法:
共享介质式局域网和交换式局域网
传输介质类型:
有线介质的有线局域网,无线通信信道的无线局域网
二.城域网(MAN)和广域网(WAN,远程网)
广域网的通信子网可以利用公用分组交换网,卫星通信网和无线分组交换网
三。
计算机网络结构的特点(了解)
1.早期的广域网逻辑功能上分为资源子网和通信子网
2.用户计算机接入:
电话交换网(PSTN),有线电视网(CATV),无线城域网(WMAN),无线局域网(WLAN)
四。
局域网技术的发展
1.提高以太网的数据传输速率
2.将一个大型局域网划分成多个用网桥或路由器
3.将共享介质方式改为交换方式
(在交换式局域网的基础上,出现了虚拟局域网VLAN)
五。
宽带城域网的结构
1.宽带城域网的逻辑结构
“三个平台和一个出口”,即:
网络平台,业务平台,管理平台与城市宽带接口
2.核心层的基本功能:
***
a.把汇聚层连接起来,为汇聚层的网络提供高速分组转发,具有Qos保障能力
b.实现与主干网的互联,提供城市的宽带IP出口
c.为宽带城域网的用户提供访问Internet所需要的路由访问
3.汇聚层的功能:
汇聚接入层的用户流量
根据接入层的用户流量,进行本地路由,过滤等处理
根据处理结果把用户流量转发到核心层或本地进行路由处理
4.接入层的功能:
连接最终用户
5.三层结构思想:
上层负责下层的数据汇聚;核心提供出口与Qos,汇聚本地路由,接入服务用户
六。
管理和运营宽带城域网的关键技术
宽带管理,服务质量Qos,网络管理,用户管理,多业务接入,统计和计费,网络安全等
七。
服务质量Qos要求的技术:
***
资源预留(RSVP)
区分服务(DiffServ)
多协议标记交换(MPLS)
八。
宽带城域网管理:
带内网络管理:
利用数据通信网(DCN)或公共交换电话网(PSTN)拨号
带外网络管理:
网络管理协议(SNMP)建立管理系统
九。
构建宽带城域网的基本技术和方案
1.基于SDH的城域网方案
早期的SONET/SDH是为传统电信业务服务的,它并不适用于传输IP分组
2.基于10GE的城域网方案***
用于宽带城域网的光以太网可以有多种实现形式,最为重要的有两种:
基于10GE的技术和弹性分组环技术
十。
10Gbps光以太网的技术优势主要表现方面:
1.以太网与DMDW技术都十分成熟。
光以太网的造价师SONET的1/5,是ATM的1/10.***
2.IEEE已经对速率从10Mbps,100Mbps,1Gbps到10Gbps的以太网技术标准化了
3.如果一个宽带城域网的各个层次使用同一种技术,设计管理方便有效
十一。
光以太网要克服传统以太网的不足,应具备以下特征:
1.根据终端用户的实际应用需求分配带宽
2.具有认证和授权功能
3.提供计费功能
4.支持VPV和防火墙
5.支持MPLS,具有一定的服务质量保证,分等级的Qos网络服务
6.能够方便,快速,灵活地适应用户和业务的扩展
十二。
基于弹性分组环RPR技术的局域网###
弹性分组环是一种直接在光纤上高速传输IP分组的传输技术,它的工作技术是Cisco公司提出的动态分组传送(DPT)技术。
RPR采用双环结构,这一点与FDDI结构相类似。
两个RPR结点之间的裸光纤的最大长度可以达到100公里。
RPR将沿顺时针传输的光纤叫做外环,将沿逆时针传输的光纤叫做内环。
RPR的内环和外环都可以用统计复用的方法传输IP分组,同时实现“自愈环”的功能。
RPR的内环和外环都可以传输数据分组和控制分组。
每个结点都可以使用两个方向的光纤与相邻结点通信。
这样做的目的除了高效地利用光纤宽带之外,还有一个目的是加速控制分组传输,提高环的可靠性,实现“环自愈”的功能,保证城域网的系统可靠性和服务质量。
十三。
RPR的几个特点###
1.宽带的利用率高
RPR环限制数据帧只在源结点与目的结点之间的光纤上传输,当源结点成功地发送一个数据帧之后,这个数据帧要由目的结点从环中收回(注意FDDI是源结点)
2.公平性好
RPR环中每个结点执行SRP公平算法
3.快速保护和恢复能力强
自愈环的设计思想,在50ms的时间内,隔离出现故障的结点和光纤段
4.保证服务质量
保证Qos,RPR环对不同的业务数据分配不同的优先级
十四。
网络接入技术和方法***
目前,可以用作用户接入网的主要有三类:
计算机网络,电信通信网,广播电视网(三网融合)
十五。
宽带接入技术的基本类型
1.接入技术角度:
有线接入和无线接入
2.实现角度:
数字用户线xDSL,光纤同轴电缆混合网HFC技术,光纤接入技术,无线接入技术与局域网接入技术
十六。
数字用户线xDSL接入技术###
xDSL又叫数字用户环路。
从用户到本地电话交换中心的一对铜双绞线,本地电话交换中心也叫中心局
xDSL技术按上行(用户到交换局)和下行(交换局到用户)的速率是否相同分为速率对称型和速率非对称型
根据传输的速率与距离,以及上行速率与下行速率的不同,xDSL分为:
非对称数字用户线ADSL(AsymmetricDigital)(非对称,1)
高比特率数字用户线HDSL(Highbiterate)(对称,线对2)
速率自适应数字用户线RADSL(Rateadaptive)(非对称,2)
甚高比特率数字用户线VDSL(Veryhighbite)(非对称,1)
十七。
ADSL的特点###
1.ADSL允许用户保留它们已经申请的模拟电话业务
2.用户不需要专门为获得ADSL服务而重新铺设电缆
3.ADSL提供非对称宽带特性,上行速率在64kbps-640kbps,下行速率在500kbps-7Mbps
十八。
光纤同轴电缆混合网HFC的概念
1.HFC的基本结构###
20世纪60和70年代的有线电视网络CATV技术能够提供的是单向的广播业务
光纤同轴混合网HFC是新一代有线电视网络。
HFC是一个双向传输系统。
光纤结点通过同轴电缆下引线可以为500-2000个用户服务。
这些被连接在一起的用户共享同一根传输介质。
HFC改善了信号质量,提高了可靠性。
线路可以使用的宽带甚至高达1GHz。
2.电缆调制解调器CableModern的分类
CableModern把用户计算机和有线电视同轴电缆连接起来。
有调制解调器,还包含加密解密和协议适配与网桥,路由器与集线器的部分功能。
CableModern采用频分复用的方法。
将双向信道分为:
从计算机终端到网络方向称为上行信道,从网络到计算机终端方向称为下行信道。
上行信道采用的载波频率范围在5MHz-42MHz,上行信道宽带一般在200kbps-10Mbps。
下行信道采用的载波频率在450MHz-750MHz,信道带宽一般可达36Mbps。
从传输方式分为双向对称式传输和非对称式传输
十九。
光纤接入技术###
1.无源光纤网PON是ITU的SG15研究组进行标准化的。
该建议分为两部分:
1.OC-3,155.520Mbps的对称业务
2.上行OC-3,155.520Mbps(51.84*3),下行OC-12,622.080Mbps的不对称业务
2.APON系统是PON和ATM(异步传输模式)相结合的产物
二十。
宽带无线接入技术
无线接入技术:
802.11标准的无线局域网(WLAN)接入,802.16标准的无线城域网(WMAN)接入,Adhoc接入技术
远距离采用802.16标准的WiMAX技术,可以在50m范围内提供70Mbps的传输速率。
近距离采用802.11.
1.802.16标准与无线城域网WMAN
IEEE802.16标准体系的主要目标是制定工作2-66MHz。
使用无线频段为10-66GHz。
在802.16标准增加了两个物理层标准802.16d与802.16e。
802.16d主要针对固定的无线网络部署,802.16e则针对移动物体的无线通信标准。
与IEEE802.16标准工作组对应的论坛组织为WiMAX。
最高传输速率为134Mbps
2.802.11标准与无线局域网WLAN
802.11定义了使用红外,调频扩频与直接序列扩频技术,数据传输速率为1Mbps或2Mbps。
802.11b定义了使用直序扩频技术,速率为1Mbps,2Mbps,5.5Mbps与11Mbps的无线局域网标准。
802.11a将传输速率提高到54Mbps。
无线传输的频道定义在2.4GHz的ISM波段内
为了解决"隐藏结点"问题,IEEE802.11在MAC层上引入了一个新的RTS/CTS选项
3.无线网格网WMN技术:
Adhoc技术
无线传感器网络WSN
注:
802.11标准在MAC层采用了CSMA/CA的访问控制方法
CSMA/CD是以太网中采用的介质控制访问方法
第二章中小型网络系统规划与设计
一。
网络需求详细分析***
包括网络总体需求分析,综合布线需求分析,网络可用性与可靠性分析,网络安全性分析,网络工程造价估算
二。
网络结构与拓扑构型设计方法
是否需要分成三层组建的经验数据:
如果结点数是250-5000个,一般需要按三层结构来设计
如果结点数是100-500个,可以不必设计接入层网络,结点直接通过汇聚层的路由器或交换机接入
结点数为5-250个,也可以不必设计接入层网络与汇聚层网络
三。
核心层网络结构设计(网络系统的主干部分)
核心层网络一般要承担整个网络流量的40%-60%。
目前应用于核心层网络的主要技术标准是GE/10GE,核心设备是高性能交换路由器。
连接核心路由器的是具有冗余链路的光纤。
1.服务器群直接接入核心路由器
占6个端口,成本较高。
可靠性高
2.服务器群通过交换机接入核心路由器
占2个端口,成本低。
单点故障,可靠性低。
存在网络颈瓶点(交换机流量压力大)。
四。
汇聚层网络结构设计
多个并行的GE/10GE交换机堆叠方式扩展端口
五。
三层网络的实际经验###
层次之间的上联带宽与下一级带宽之比一般控制在1:
20
六。
路由器
1.路由器分类。
据路由器背板交换能力划分
高端路由器(大于40Gbps)
中端路由器
低端路由器
七。
路由器的关键技术指标###
1.吞吐量###
吞吐量指路由器的包转发能力
路由器的吞吐量涉及两个方面:
端口吞吐量和整机吞吐量
路由器的包转发能力与路由器的端口数量,端口速率,包长度,包类型有关
2.背板能力
背板是路由器的输入端与输出端之间的屋里通道
传统的路由器采用的是共享背板的结构。
高性能的路由器一般采用的是交换式结构。
背板能力决定了路由器的吞吐量。
3.丢包率
丢包率是指在稳定的持续负荷下,由于包转发能力的限制而造成包丢失的概率。
丢包率通常是衡量路由器超负荷工作时的性能指标之一。
4.延时与延时抖动
延时是指数据包的第一个比特进了路由器,到该帧的最后一个比特离开路由器所经历的时间,该时间间隔标志着路由器转发包的处理时间。
延时与包长度,链路传输速率有关。
延时对物理性能很大。
高速路由器一般要求为1518包,延时要小于1ms。
延时抖动是指延时的变化量。
语音和视频业务对延时抖动要求比较高。
5.突发处理能力
最小帧间隔发送数据包而不引起丢失最大发送速率来衡量(单位为速率)
6.路由器表容量
BGP协议的路由器一般储存万条路由表项
7.服务质量
主要表现在队列管理机制,端口硬件队列管理,支持Qos协议。
8.网管能力
9.可靠性和可用性
路由器的冗余是为了保证设备的可靠性和可用性。
表现在接口,电源,系统版等。
高端路由器的可靠性与可用性指标要求:
无故障连续工作时间(MTBF)大于10万个小时
系统故障恢复时间小于30分钟
系统具有自动保护切换功能,主备用切换时间小于50毫秒
SDH与ATM接口自动保护切换功能,切换时间小于50毫秒
主处理器,主存储器,交换矩阵,电源等主要部件需要有热插拔冗余备份。
路由器系统内不存在单点故障。
八.交换机的主要技术指标
1.背板带宽
背板带宽越宽,交换机处理能力就越快,数据包转发延时越小。
2.全双工端口带宽###
全双工端口带宽的计算方法:
端口数*端口速率*2
例:
48个10/100BASE-TX端口的总带宽为48*100*2
九.网络服务器选型
1.网络服务器的分类
文件服务器,数据库服务器,Internet服务器与应用服务器等
2.应用服务器采用了B/S模式。
传统的C/S结构的数据库服务器采用客户和服务器的2层结构,而应用服务器形成了三层结构
3.网络服务器从主机硬件角度分类
基于CISC处理器的Intel结构(IA)的PC服务器
具有RISC结构处理器的服务器
小型服务器
(大型中型计算机和超级服务器都采用RISC结构处理器,操作系统采用UNIX***)
4.网络服务器按网络应用规模分类
基础级服务器:
1个CPU
工作组级服务器:
1-2个CPU
部门级服务器:
2-4个CPU,采用SMP技术
企业级服务器:
4-8个CPU,采用SMP技术
5.服务器采用的相关技术
a.对称多处理(SMP)技术:
可以在CPU结构的服务器中均衡负荷,提高系统工作效率
b.集群技术(Cluster):
共享数据存储空间。
如果一台主机出现故障(不会影响系统的正常服务),它所运行的程序将转移到其他主机。
大大提高服务器的可靠性,可用性和容灾能力。
c.独立磁盘冗余阵列(RAID)技术:
提高硬盘的存储能力和吞吐量。
通过磁盘容错处理,提高系统的可靠性。
d.热插拔功能:
不切断电源的情况下,更换存在故障的硬盘,板卡等部件
第二章续
一.网络服务器性能
1.运算处理能力
如果CPU1的主频为M1,CPU2的主频为M2,CPU1与CPU2采用相同的技术,M2>M1,且M2-M1<200MHz,则配置CPU2比CPU1服务器性能提高(M2-M1)/M1*50%,这就是CPU的50%定律。
2.磁盘的存储能力(了解)
3.系统的高可用性###
系统高可用性=MTBF/(MTBF+MTTR),其中MTBF是平均无故障时间,MTTR是平均修复时间。
系统高可用性打到99.9%,那么每年停机时间<=8.8小时
系统高可用性打到99.99%,那么每年停机时间<=53分钟
系统高可用性打到99.999%,那么每年停机时间<=5分钟.
4.可管理性
5.可扩展性
第三章IP地址规划与设计
一.IP地址概念与划分新技术
1.标准分类的IP地址
IP地址是由网络号和主机号组成的,长度是32bit,用点分十进制表示。
常用的A类,B类,C类IP地址采用包括“网络号-主机号”的两层结构层次。
2.划分子网的三级地址结构
1991年研究人员提出子网subnet和掩码mask的概念。
采用“网络号-子网号-主机号”三层结构
3.构成超网的无类域间路由(CIDR)技术(超网技术)
4.网络地址转换(NAT)技术
二.标准分类的IP地址
A类:
0+7位网络号+24位主机号0.0.0.0-127.255.255.255
B类:
10+14位网络号+16位主机号128.0.0.0-191.255.255.255
C类:
110+21位网络号+8位主机号192.0.0.0-223.255.255
D类:
1110+21位组播地址224.0.0.0-239.255.255.255
E类:
11110+保留号240.0.0.0-247.255.255.255
1.A类地址
第一块和最后一块地址留作特殊用途。
netID=10的10.0.0.0-10.255.255.255用于A类专用地址。
其余的125块可指派给一些机构
每一类A类网络可以分配的主机号hostID可以是2^24-2=16777214个。
主机号全为0和全1的两个地址保留用于特殊目的。
2.B类地址
B类地址的网络号长度是14位,网络号总数为16384.B类地址的主机号长度为16位,因此每个B类网络可以有2^16-2=65534.主机号全为0和全1的两个地址保留用于特殊目的。
3.C类地址
C类IP地址网络长度为21位,主机号长度为8位。
因此有2^21=2097152个不同的C类网络。
每个C类网络的主机号数最多为2^8-2=254个。
主机号全为0和全1的两个地址保留用于特殊目的。
三.特殊地址形式
1.直接广播地址
在A,B,C类IP地址中,如果主机号全为1,那么这个主机号为直接广播地址。
2.受限广播地址
32位全为1的广播地址(255.255.255.255)为受限广播地址。
3.这个网络上的特定主机地址
网络号全为0,主机号为确定(不变)的值。
4.回送地址
A类地址中的127.0.0.0是回送地址,它是一个保留地址。
用于网络软件测试和本地进程间通信。
四.划分子网的三级网络结构
1.划分子网技术的要点
三级层次是IP地址:
netID-subnetID-hostID
同一个子网中所有主机必须使用相同的子网号subnetID
子网的概念可以应用于A,B,C类中任意一类的IP地址
子网之间的距离必须很近
分配子网是一个组织和单位内部的事。
无关ICANN和外部数据库。
在Internet的文献中,一个子网也称为一个IP网络或一个网络
2.子网掩码的概念
A类地址的子网掩码255.0.0.0
B类地址的子网掩码255.255.0.0
C类地址的子网掩码255.255.255.0
标准的B类地址如果划分64个子网,那么就可以借用原16位主机号的6位,主机号就变为10位。
子网掩码用点分十进制表示为255.255.252.0,或者表示为“网络号/22”
例:
网络地址191.22.168.0的子网掩码是255.255.248.0(191.22.10101000.0)
3.计算满足用户要求的基本网络地址结构参数
选择subnetID字段的长度值X,要求Nnet<=2^x
选择hostID字段的长度值Y,要求Nhost<=2^Y-2.
根据X+Y的值就可以确定需要申请哪一类IP地址。
例X=4,Y=4,总长度为8,那么一个C类地址就可以满足要求。
4.可变长度子网掩码(VLSM)地址规划方法###
例:
某公司申请了一个整个C类202.60.31.0的IP地址空间。
该公司有100名员工在销售部门,50名员工在财务部门,50名员工在设计部门工作。
要求网络管理员为销售部门,财务部门与设计部门分别建立子网。
解:
a.针对这种情况,可以通过可变长度子网掩码(VLSM)技术将一个C类IP地址分为3个部分,其中子网1的地址空间是子网2和子网3地址空间的2倍(子网1/25,子网2/26,子网3/26.可变长)。
b.计算子网1地址空间:
首先可以使用子网掩码为255.255.255.128,将一个C类IP地址划分为两半。
主机IP地址202.60.31.0与255.255.255.128“与”运算结果为202.60.31.0.结果表明:
可以将202.60.31.1-202.60.31.126作为子网1的IP地址。
而将剩余部分进一步划分为两半(202.60.31.127保留作为广播地址)。
子网1与子网2,子网3的空间交界点在202.60.31.128。
子网1使用子网掩码255.255.255.128.
c.子网2与子网3的地址空间计算:
202.60.31.128和255.255.255.192(/26)“与”运算结果202.60.31.128。
202.60.31.192和5.255.255.192(/26)“与”运算结果202.60.31.192。
d.因此子网2可用的地址为202.60.31.129-202.60.31.190。
子网3的IP地址是202.60.31.192-202.60.31.254。
5.无类域间路由(CIDR)技术
IP地址表示为“网络前缀+主机号”。
存在广播地址,掩码。
6.CIDR技术的主要应用###
构建超网(聚合找出相同的前缀,后面全写0)
路由聚合(重点掌握CIDR的计算方法)
五.专用IP地址
1.A类地址1个地址块:
10.0.0.0-10.255.255.255
2.B类地址16个地址块:
172.16.0.0-172.31.255.255
3.C类地址256个地址块:
192.168.0.0-192.168.255.255
六.NAT的基本概念
1.NAT技术使用于四类应用领域
ISP,ADSL与有线电视的地址分配
移动无线接入地址分配
电子政务内网等对Internet访问需要严格控制的内部网络系统的地址分配
与防火墙结合
2.网络地址转换的基本工作原理
NAT的技术类型:
静态NAT(一对一)
动态地址NAT(一对多)
网络地址端口转换NAPT(一对多,端口区分)
七.IPv6地址规划基本方法
1.IPv6地址的主要特征
长度128位,可提供3.4*10^38个IP地址。
2.IPv6地址的表示方法
IPv6的128位地址用16位边界划分,每个16位段转换成4位十六进制数字,用冒号“:
”分隔。
即冒号十六进制。
如21DA:
0000:
0000:
0000:
02AA:
000F:
FE08:
9C5A
3.IPv6的地址表示时注意的问题
使用零压缩法时,不能把一个位段内部的有效0也压缩。
:
:
双冒号在一个地址中只能出现一次。
如0:
0:
0:
2AA:
12:
0:
0:
0,不能把它表示为:
:
2AA:
12:
:
确定:
:
之间代表了被压缩的多少位0(二进制)。
不能大于8段,少于8段必须有双冒号
IPv6不支持子网掩码,它只支持前缀长度表示法。
第四章路由设计基础
一.路由选择的参数
1.跳数:
一个分组从其源主机到目的主机所要经过的路由器的个数,显而易见,经过的路由器的个数越少,即跳数越少,这个路径越好
2.带宽:
指一条链路的传输速率,一般表示为Mb/s
3.延时:
一个分组从其源主机到目的主机所要经历的时间
4.负载:
单位时间通过路由器或线路的通信量
5.可靠性:
可靠性的衡量标准即为分组传输过程中的误码率。
误码率=误码/总码*100%
6.开销:
分组传输过程中的耗费
评价路由器的依据:
算法必须是正确,稳定和公平
算法应该尽量简单
算法必须能够适应网络拓扑和通信量的变化
算法应该是最佳的
二.路由器选择的分类
路由器采用表驱动的路由选择算法
根据产生方式:
静态路由表:
系统管理员事先设置好的,固定的
动态路由表:
根据网络系统的运行情况自动调整的路由表
三.IP路由选择与路由汇聚
路由表的项目由“网络前缀”和“下一跳地址”两项内容组成。
选择路由应当从匹配结果中选择具有最长网络前缀的路由(“最长网络匹配”原则)
四.Internet路由选择协议分类
1.内部网关协议(IGP):
自治系统内部使用的路由选择协议,主要有路由信息协议(RIP)和开放最短路径优先(OSPF)协议
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