三级网络知识点归纳.docx

1、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），

2、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

3、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

4、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

5、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

6、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

7、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

8、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（Asymmetric Digital）（非对称，1） 高比特率数字用户线HDSL(High bite rate)（对称，线对2） 速率自适应数字用户线RADSL(Rate adaptive)（非对称，2） 甚高比特率数字用户线VDSL(Very high bite)（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-640kb

9、ps，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Cable Modern的分类 Cable Modern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

10、器的部分功能。 Cable Modern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-12，6

11、22.080Mbps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，Ad hoc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

12、的无线网络部署，802.16e则针对移动物体的无线通信标准。 与IEEE 802.16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，IEEE 802.11在MAC层上引入了一个新的RTS/CTS选项 3.无线网

13、格网WMN技术：Ad hoc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

14、 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

15、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

16、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

17、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

18、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

19、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，M2M1,且M2-M1200MHz，则配置CPU2比

20、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，

21、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.

22、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host ID可以是224-2=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216-2=65534.主机号全为0和全1的两个地址保留用于特殊目

23、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221=2097152个不同的C类网络。每个C类网络的主机号数最多为28-2=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

24、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：net ID-subnet ID-host ID 同一个子网中所有主机必须使用相同的子网号subnet ID 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，

25、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subnet ID字段的长度值X，要求Nnet=2x 选择host ID字段的长度值Y，要求Nhost=2Y-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

26、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

27、.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

28、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

29、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*1038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.IP

30、v6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

31、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Int

32、ernet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 2.外部网关协议（EGP） 自治系统之间使用的路由选择协议，主要是边界网关协议（BGP） 五路由信息协议的概念（RIP） 它是一种分布式，基于距离向量的路由选择协议，特点是协议简单。适用于相对较小的自治系统，跳数一般小于15. 当同一个自治系统里的路由数目增加时，网络的RIP交换量会大幅度增加，且往往收敛得很慢 RIP的思想很简单。路由器周期性地向外发送路由刷新报文，报文主要内容是由若干（V,D）组成的表。（V,D）表中V代表“矢量”，标识该路由器可到达的信宿（网关或主机）；D代表距离，指出该路由器去往信宿V的距离，距离D表示该路由器到达信宿的跳数 六路由信息协议RIP的工作过程 1.路由表的建立 当路由器刚启动时，对其（V,D）路由表进行初始化。初始化的路由器只包含所有与该路由器直接相连的网络的路由。距离均为0. 2.路由表信息的更新 路由表建立之后，各路由器周期性地向外广播（V,D）路由表的内容 更新路由表的规律：（根据（V,D）表三项原则） 如果自己的路由表没有这一项，增加该项，距离+1，路由为对方 如果自己的路由表已有这一项: 原距离比对方的距离+1还要大，距离设为对方的距离+1，路由为对方