自考网络工程串讲笔记（04749）
第一章 概述
1.2 计算机网络介绍
1.2.1 计算机网络定义
1、计算机网络是：（1）计算机技术与通信技术相结合的产物 （2）由自主计算机互连起来的集合体
（3）将地理位置不同的具有独立功能的多台计算机及其外部设备，通过 通信线路连接起来，在网络操作系统、网络管理软件及网络通信协 议的管理和协调下，实现资源共享和信息传递的计算机系统（目的）。
2、计算机网络包括硬件和软件：
硬件：通信设备为主机转发数据，接口设备是网络和计算机之间的接口。 主机（端系统）：个人计算机、大型计算机、客户机（client）或工作站（workstation）、 服务器（sever） 通信设备（中间系统）：交换机和路由器 接口设备：网卡、调制解调器
传输介质：双绞线、同轴电缆、光钎、无线电和卫星链路。
软件：通信协议和应用软件
通信协议（计算机之间的信息传输规则）：TCP/IP等 应用软件（网络上的各种应用）：WWW、E-mail、FTP等
1.2.2 计算机网络拓扑结构 1、广域网拓扑结构：
广域网是将多个子网或多个局域网互接起来的网络。集线器、中继器、交换机将多个设备连接起来形成局域网拓扑结构。
广域网特点：点到点、存储转发、工作在底层 （1）网状拓扑结构
优点：
①系统可靠性高，比较容易扩展
②可以改善通信路径上的信息流量分配
③可以在多条路径中选择最佳路径，以减小传输延迟
④网络可组建成各种形状，采用多种通信信道，多种传输速率，适合广域网复杂的 网络环境
缺点：
①线路和结点成本高
②结构复杂，难于管理和维护，每一结点都与多点进行连接，必须采用路由算法和 流量控制方法
（2）环形拓扑结构
采用光纤做主干线。
可靠性好，不存在单点失效问题，可以灵活地建立各种链路备份策略
2、局部网络拓扑结构
局域网特点：广播式，工作再物理层、数据链路层、网际层 （1）星形拓扑结构
星形拓扑结构以中央结点为中心，用单独的线路使中央结点与其他站点相连，各站点间的通信都要通过中央结点。
优点：
①增加站点容易 ②成本低
③容易确定网络故障点 ④通道分离
⑤网络结点增删方便、快捷 缺点： 可靠性差
（2）环形拓扑结构
环形拓扑结构中计算机相互连接而形成一个环。 优点： ①控制简单
②不存在数据冲突 ③信道利用率高 缺点：
①任意结点故障都会造成网络瘫痪 ②故障诊断也较困难 ③容量有限
④难以增加新的站点 ⑤对结点要求高 （3）总线形拓扑结构
总线形拓扑结构就是将各个结点（如服务器、工作站等）用一根总线（如同轴缆、双绞线、光纤等）连接起来。
优点： ①可靠性高 ②成本低 ③扩充性好 缺点： ①安全性低 ②监控比较困难 ③通信效率低下 ④增加结点困难 （4）树形拓扑结构
树形拓扑结构中，计算机都是既连接它的父结点（除根结点外）又连接它的子结点（除叶结点外），连接关系呈树状。
优点：
①结构连接简单 ②维护方便
③适用于汇集信息的应用要求
缺点：
①资源共享能力较差 ②可靠性不高
1.2.3 计算机网络体系结构
1、计算机网络体系结构是指网络的层次结构和协议。协议（Protocol）是计算机网络协议的简称，是指网络中计算机与计算机之间、网络设备与网络设备之间、计算机与网络设备之间进行信息交换的规则。
2、计算机网络技术体系结构分层的好处是：①各层之间是独立的，每层只关注实现本层的功能即可；②灵活性好，每一层次可以灵活地采用不同的方法来实现本层的功能，增加和删减功能也较为容易；③结构上可以分隔开，层次之间的相互影响小，降低了实现和维护的难度，同时能够促进标准化的工作。
分层注意：若层数太少，就会使每一层的协议太复杂；若层数太多，又会在描述和综合各层功能的系统工程任务时遇到较多的困难。 3、两大网络体系结构： OSI/RM七层理论模型 TCP/IP概念层（TCP/IP也已经成为目前最重 要的互联网络协议） 应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层 传输层 网际层 网络接口层 应用层
4、TCP/IP网络模型
TCP：有连接，可靠性高；IP：无连接，不可靠，速度快。 （1）网络接口层
定义了IP数据报载拥有不同数据链路层和物理层网络中的传输方法，使得TCP/IP网络模型具有很强的兼容性与适应性。
应用于：以太网、令牌网、X.25网、帧中继网、ATM网、HDLC（高级数据控制）和 PPP（广域网，点到点链接） （2）网际层
是TCP/IP网络模型最核心的层次，负责网络间的路由选择、流量控制和阻塞控制；核心协议是IP，是一种无连接的网络层协议，只能提供“尽力而为”的服务，传送的数据单位是报文分组或数据包。 （3）传输层
在网络中源主机与目的主机之间建立端到端的连接；传输层包括传输控制协议（TCP）和用户数据报协议（UDP），TCP是一种可靠的面向连接的协议，UDP是一种不可靠的无连接协议。 （4）应用层
网络终端协议（Telnet）、文件传输协议（FTP）、简单邮件传输协议（SMTP）、简单网络管理协议（SNMP）、超文本传输协议（HTTP）等。
1.3 计算机网络技术
1.3.1 计算机网络技术简介
1、计算机网络组网技术 （1）传输技术
有线传输技术：ADSL、E1、DDN、SDH等
无线传输技术：蜂窝移动通信、微波通信、卫星通信和小范围的WLAN、红外、蓝牙、 UWB等。
无线技术比较
速度 距离 适用范围 UWB 1Gbps <10m 蓝牙 <1Mbps <10m 家庭或办公 （2）承载技术
主要介绍各种能够承载IP报文的网络。 局域网：以太网、WLAN； 广域网：HDLC、PPP等网络。 （3）IP路由技术
①域内采用网关协议，例如RIP（路由信息协议）、OSPF（开放最短路径协议）；域间采用外部网关协议，常用BGP（边界网关协议）
②一个网络内采用了多个路由协议时，为了实现路由协议之间的互通，就需要路由重发布技术 ③为了能够将更多的私有网络实现与因特网的互连，需要采用NAT（网络地址转换）技术。
2、计算机网络管理技术 （1）网络安全
网络安全负责网络中信息传递和交换的安全性；
网络安全是指网络系统的硬件、软件及其系统中的数据受到保护，不因偶然的或者恶意的原因而遭受到破坏、更改、泄露，系统连接、可靠、正常地运行，网络服务不中断。
㈠VPN技术利用接入服务器、路由器以及VPN专用设备，在共用的广域网上实现专用网的技术。
①重叠模型VPN
需要用户自己建立端结点之间的VPN链路，主要包括：GBE、L2TP、IPSec等众多技 术。 ②对等模型VPN
由网络运营商在主干网上完成VPN通道的建立，主要包括MPLS VPN技术。 ㈡防火墙
将内部网和公众访问网（如因特网）分开的方法。 （2）网络管理和维护
①网络管理有5大功能：故障管理、配置管理、性能管理、安全管理和计费管理。 ②网络管理主要方式：SNMP（简单网络管理协议）和RMON标准的网络管理
③RMON标准：为提高传送管理报文的有效性、减少网管控制台系统的负载、满足网 络管理员监控网段性能的需求。
802.11g <54Mbps 10~100M 家庭或办公 HomeRF 1-2Mbps <50m 电脑电话移动设备 ④HSRP（热备份路由协议）：一台路由器出现了不能工作的情况，它的全部功能必须 被另一台备份路由器完全接管。
⑤VRRP（虚拟路由器冗余协议）：网络容错协议
3、计算机网络应用技术
①网络服务分为基础网络服务和网络应用服务
②主机之间的协作方式经历了文件服务器模式、C/S模式、B/S模式和对等网模式
1.3.2 计算机网络常用设备简介 网络设备：
①物理层：中继器、集线器
②数据链路层：网桥、以太网交换机 ③网络层：路由器、三层以太网交换机
1、局域网：
网络设备：以太网中继器、集线器、网桥和以太网交换机
以太网中继器和集线器工作在物理层，以太网中继器只能对传输距离进行延长， 扩展能力较弱；集线器可以方便地扩展网络规模，但是由于冲突域的限制，规模 不能太大。
（1）以太网中继器
扩大局域网的覆盖范围，允许使用四个中继器，从500m扩展到2500m。 网段 网段 500m 500m
50m 50m 中继器 种类 10Base-2 10Base-5 10Base-T 10Base-F 接口 BNC AUI RJ45 SC/ST/FC 距离 185-925m 500-2500m 100-500m 500-2500m 统分 细缆 粗缆 粗缆 粗缆
（2）集线器
被称为“多端口中继器” （3）网桥
工作在数据链路层（二层网络设备），可以隔离冲突域 （4）以太网交换机
实质上就是一个多端口的网桥，交换机不隔绝广播，易产生广播风暴，这使得交换机 的扩展网络的能力也受到了一定的限制