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（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-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-12，622.080Mbps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，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WLAN802.11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 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，M2M1,且M2-M1200MHz，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 0.0.0.0-127.255.255.255B类：10+14位网络号+16位主机号 128.0.0.0-191.255.255.255C类：110+21位网络号+8位主机号 192.0.0.0-223.255.255D类：1110+21位组播地址 224.0.0.0-239.255.255.255E类：11110+保留号 240.0.0.0-247.255.255.2551.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I