一、计算机网络概述

1.1 计算机网络的定义

  • 计算机网络是计算机技术和通信技术相结合的产物。通常把地理位置不同，具有独立功能的多个计算机系统通过通信设备和线路连接起来，且以功能完善的网络软件（网络协议，信息交换方式及网络操作系统等）实现网络资源共享的系统，称为计算机网络。

计算机网络的主要目的在于实现信息传递和资源共享，这里的共享资源包括硬件资源和软件资源。

1.2 计算机网络的优点

  1. 共享计算机系统资源
  2. 快速传输数据信息
  3. 集中和综合处理信息
  4. 能够均衡负载，相互协作
  5. 提高了系统的可靠性和可用性
  6. 能进行分布式处理

1.3 网络传播介质

常见的物理传播介质有：

  1. 双绞线
  2. 同轴电缆
  3. 光纤

常见的无限传播介质有：

  1. 红外线
  2. 无线电波
  3. 微波

不同的传输介质有不同的特性
特性影响：

  1. 线路编码方式
  2. 传输速度
  3. 传输距离

1.4 计算机网络体系结构

  • 互相连接的计算机构成计算机网络中的一个个节点，数据在这些节点之间进行交换。要做到有条不紊的交换数据，每个节点都必须遵守一些事先约定的规则。这些规则定义了所交换的数据的组成格式和同步信息，称为网络协议。
  • 通常将网络中的各层和协议的集合称为网络体系结构
  • 目前，主要有两种网络体系结构参考模型：

1.5 计算机网络的分类

  • 按拓扑结构分为星形网，总线型网，环形网，网状网，树状网。
  • 按数据交换方式划分为电路交换网，报文交换网，分组交换网。
  • 按信号传播方式划分为基带网和宽带网。
  • 按传输技术划分为广播式网络和点对点式网络。
  • 按网络的覆盖范围划分为局域网，城域网，广域网。
  • 按网络节点间资源共享的关系分类对等网，客户机/服务器
  • 网络的使用范围分类：公用网，专用网

1.6 计算机网络知识

  1. 计算机网络是利用通信线路和通信设备，把地理位置分散并且具有独立功能的多个计算机系统集合起来。
  2. 世界上第一台电子数字计算机ENIAC（Electronic Numerical Integrator And Computer）数字积分计算机是1946年2月14日诞生的。
  3. 世界上公认的第一个成功的现代计算机网络是由美国国防部高级研究计划署（ARPA）
  4. 计算机技术与通信技术的相互结合主要体现在两个方面：一方面，通信技术为多台计算机之间的数据传输·信息交流和资源共享提供了必要的通信手段；另一方面，计算机技术反过来又应用于通信技术的各个领域，大大提高了通信系统的性能，并在用户应用需求的促进下得到进一步发展。
  5. 计算机网络的发展也经历了从简单到复杂，从单机到多机的发展过程。其演变过程经过了以下4个阶段：面向终端的计算机通信网·以共享为目标的计算机网络·开放式标准化的计算机网络·开放式标准化的计算机网络·互联网络与高速网络。
  6. 计算机网络的功能：数据通信.资源共享.负荷均匀.分布处理。
  7. 计算机网络的拓扑结构：总线型拓扑.星形拓扑.环形拓扑.树状拓扑.网状拓扑。
  8. 组成计算机网络的四大因素为计算机系统，通信线路与通信设备，网络协议和网络软件。
  9. 网络拓扑结构是指网络中连接网络设备的物理线缆铺设的几何图形，用以表示网络形状。

1.7 企业网络架构

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最初，企业网络是指某个组织或机构的网络互联系统。企业使用该互联系统主要用于共享打印机、文件服务器等，使用Email实现用户间的高效协同工作。现在，企业网络已经广泛应用在各行各业中，包括小型办公室、教育、政府和银行等行业或机构。

  • 企业网络远程互连

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大型企业的网络往往跨越了多个物理区域，所以需要使用进程互连技术来连接企业总部和分支机构，从而使得出差的员工能随时随地接入企业网络实现移动办公，企业的合作伙伴和客户也能够及时高效的访问到企业的相应资源及工具。在实现进程互连的同时，企业还会基于对数据的私密性和安全性的考虑对进程互连技术迚行选择。
使用VPN技术解决此问题

  • 企业网络基本架构

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企业网络架构很大程度上取决于企业或机构的业务需求。小型企业通常只有一个办公地点，一般采用扁平网络架构进行组网。这种扁平网络能够满足用户对资源访问的需求，并具有较强的灵活性，同时又能大大减少部署和维护成本。小型企业网络通常缺少冗余机制，可靠性不高，容易发生业务中断。
大型企业网络对业务的连续性要求很高，所以通常会通过网络冗余备份来保证网络的可用性和稳定性，从而保障企业的日常业务运营。大型企业网络也会对业务资源的访问进行控制，所以通常会采用多层网络架构来优化流量分布，并采用各种策略进行流量管理和资源访问控制。多层网络设计也可以使网络易于拓展。大型企业网络采用模块化设计能够有效实现网络隔离并简化网络维护，避免某一区域产生的故障影响到整个网络。

  • 小型企业网络和大型企业网络的组网有什么区别？ Password：123
  • 大型企业网络设计的基本思想是什么？ Password：123

1.8 常见网络设备图标

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二、网络基础

2.1 换算单位

网络基础知识 - 图5

2.2 以太网MAC地址

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MAC地址总共为48bit，前24bit为各个厂商的唯一标识，后24bit为每个厂商为此网卡提供的唯一的身份标识。

例如：E8-4E-56-19-01-72

2.3 文件系统管理

dir：查看Flash中的文件
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pwd：显示当前所处目录
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more：查看文档文档
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cd：切换目录（cd.. 回到父路径）
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mkdir：创建新的目录 rmdir：删除一个目录
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copy：复制文件
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rename：重命名文件
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删除文件命令：
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diplay startup：查看启动配置
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Startup saved-configuration：配置下次启动的配置文件
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Compare configuration：比较当前配置与下次启动的配置

Startup system-software vrp5.5.cc：配置下次启动的系统
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2.4 CSMA/CD

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载波侦听多路访问/冲突检测技术：共享式网络（HUB）中存在冲突域，所有的主机共享一根总线型链路（例如接Hub集线器），当同一时刻两台或两台以上的主机同时发送数据会产生数据冲突，解决数据冲突的技术为CSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection）。

工作原理：

  1. 终端设备不停的检测共享线路的状态。如果线路空闲，则可以发送数据，如果线路不空闲，则等待一段时间后继续检测（检测时间由退避算法决定）。
  2. 如果有另外一个设备同时发送数据，两个设备发送的数据会产生冲突。
  3. 终端设备检测到冲突之后，马上停止发送自己的数据，并发送特殊的阻塞信息，以强化冲突信号，使线路上其它站点能够尽早检测到冲突。
  4. 终端设备检测到冲突后，等待一段时间后再进行数据发送（延时时间由退避算法决定）

CSMA/CD的工作原理可简单总结为：先听后发、边听边发、冲突停发、随机延迟后重发。

2.5 单/双工模式

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半双工：在半双工模式（half-duplex mode）下，通信双方都能发送和接收数据，但不能通信进行。当一台设备发送数据时，另一台只能接收，反之亦然。对讲机是半双工系统的典型例子。

全双工：在全双工模式（full-duplex mode）下，通信双方都能同时接收和发送数据。电话网络是典型的全双工例子。

以太网上的通信模式包括半双工和全双工两种：
半双工模式下，共享物理介质的通信双方必须采用CSMA/CD机制来避免冲突。例如，10Base 5以太网的通信模式就必须是半双工模式。
全双工模式下，通信双方可以同时实现双向通信，这种模式不会产生冲突，因此不需要使用CSMA/CD机制。例如，10Base-T以太网的通信模式就可以是全双工模式。

同一物理链路上相连的两台设备的双工模式必须保持一致。

2.6 OSI协议栈

  • 开放式系统互联参考模型，国际标准化组织ISO于1948年提出了OSI模型。

2.6.1 OSI的优点

网络基础知识 - 图21

2.6.2 网络分层的意义

  • 网络通信的过程很复杂
    • 数据以电子信号的形式穿越介质到达正确的计算机，然后转换成最初的形式，以便接收者能够阅读。
    • 为了降低网络设计的复杂性，将协议进行了分层设计
  • 分层设计的意义
    • 通信服务层的模块设计可相对独立于具体的通信线路和通信硬件接口的区别
    • 而通信服务层的模块设计又可相对独立于具体用户应用要求的不同
    • 简化了相关的网络操作，提供了不同厂商之间的兼容性，促进了标准化工作，结构上进行了分层，易于学习和操作。
    • 各个层次独立，一层的变化不会影响到邻居。

2.6.3 OSI层次设计理念

  • 建立七层模型的主要目的是为了解决异种网络互联时所遇到的兼容性问题。
  • 它的最大优点是将服务，接口和协议这三种概念明确的区分开来。
    • 服务：某一层为上一层提供什么功能
    • 接口：上一层如何使用下层的服务
    • 协议：如何实现本层的服务
  • 这样各层之间具有很强的独立性，互连网络中各实体采用什么样的协议是没有限制的，只要向上提供相同的服务并且不改变相邻层的接口就可以了。

2.6.4 OSI每一层数据格式

分层的传输数据的类型.png

2.6.5 OSI每一层的作用

OSI分层模型.png

2.7 TCP/IP协议栈

TCP/IP是20世纪70年代中期美国国防部APPANET开发的网络体系协议，所有协议基于此类标准进行开发，此协议为所有厂商制定网络设备提供了一套完整的系统标准。
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TCP/IP与OSI对比图
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数据封装
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  1. 数据在最高层称为：数据单元
  2. 到达传输层，再数据单元前封装协议头，称之为：数据段
  3. 到达传输层，封装IP头部，称之为：数据包
  4. 到达网络接口层，封装MAC地址，称之为：数据帧
  5. 最终传输到物理介质，称之为：比特流

TCP/IP协议簇
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2.8 IP概述与子网划分

  • 子网划分讲题

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2.8.1 什么是IP地址

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IPv4地址分为网络部分和主机部分，在现实网络设计中，普遍采用的地址规划是在主机部分继续划分子网，以满足企业需要更多网段的需求，同时解决IP地址空间利用率较低的问题。

2.8.2 十进制与二进制的转换

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  • 由于IPv4地址采用点分十进制表示，所以十进制转二进制必须掌握。

2.8.3 IP地址的类别

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  • A类地址是第一字节的第一位为0的IP地址，第一字节的数值范围为1~126。
    • 数字0和127不作为A类地址，数字127保留给内部回环地址。
  • B类地址是第一字节的第一位和第二位为10的一组地址，第一字节的取值范围为128~191。
  • C类地址是第一字节的第一位、第二和第三位为110的一组地址，第一字节的数值范围为192~223。

首个八位组字节规则？密码123

2.8.4 网络掩码

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主网段采用自然掩码，即A类网络中使用8位掩码，B类网络中使用16位掩码，C类网络中使用24位掩码。在相应自然掩码的后面继续添加掩码位所定义出来的网络是主网的子网，其掩码称为子网掩码。

子网划分是把整个主类网络地址继续划分成更多的子网络地址，属于在主网内部重新规划不同子网的行为。从外部来看，整个网络只有一个网络号码，所有划分出来的子网共用同样的主网前缀，只有当外部的报文进入到主网络范围后，内部的路由设备才根据子网号码再进行选路，找到目的主机。

2.8.5 IP地址类型

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2.8.6 VLSM（可变长子网掩码）

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2.8.7 如何进行子网划分

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子网划分方法：

  1. 根据需要的子网数目来确定子网位数，但是要确保每个子网可用的IP地址数目大于等于主机数
    1. 优点：简单
    2. 缺点：每个子网的实际主机数不同，但分配的IP地址数相同，可能浪费IP地址

  2. 根据每个子网的主机数目来确定主机位数，然后确定子网位数

    1. 优点：比较充分的利用IP地址
    2. 缺点：浪费

  3. 子网的数目=2的x次方（x代表借位的子网数目）

    1. 例如172.16.0.0/18，原来这个网段是一个B类网络，掩码为16位，现在借了2位，所以2的x次方，等于创建了4个子网。
  4. 主机数目=2的y次方-2（y代表主机位数）
    1. 172.16.0.0/18，总掩码数32-网络位数18=主机位数14
    2. 减掉的两个地址为网络号和广播地址，这两个地址主机不能使用
  5. 主机位全为1的地址是广播地址，这两个地址主机不能使用
  6. 主机位全为0的地址是网络号

**

2.8.8 IP地址规划设计

**

  1. 层次性
    1. 实现网络的层次化划分，需要综合考虑地域和业务因素，采用自顶向下的方法划分，达到有效管理网络、简化路由表的目的，一般情况下：
      1. 对于大骨干网络和大城域网络相结合的网络，采用层次性划分方式
      2. 对于行政区类型的网络，采用多级网络分配方式
  2. 连续性
    1. 连续地址在层次结构的网络中易于进行路由聚合，大大缩减路由表数量，提升路由查找的效率。尽量为每个区域分配连续的IP地址空间。**尽量为具有相同业务和功能的设备分配连续的IP地址**。
  3. 扩展性
    1. 分配地址时，在每一层次上都要留有余量。当网络规模扩展时能保证地址分配的连续性，实现网络的长远规划。骨干网络应有足够的连续地址组成独立的自治域，并为今后的拓展留有余地。
  4. 高效性
    1. 划分子网时，要保证充分利用地址资源，使子网的划分满足主机个数的需求。
    2. 利用可变长子网掩码VLSM技术分配IP地址，充分合理地利用地址资源。
    3. 与网络的路由机制设计相结合，合理使用已划分的地址空间，提高地址的利用率。

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三、常用Cmd命令

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① Net view—查看当前局域网中有哪些主机
② Hdwwiz——安装系统硬件、、、、
③ Nslookup—-查看DNS解析
④ route add 10.253.251.0 mask 255.255.255.0 -p 192.254.1.1—配置静态路由
⑤ route delete 10.253.251.0 mask 255.255.255.0 -p 192.254.1.1—删除静态路由
⑥ route print———查看路由
⑦ nslookup wwww.baidu.com—————————-查看域名对应的IP
⑧ 保存日志：ping –t 10.1.1.1 > D:\ping.txt
⑨ 清空dns缓存：ipconfig /flushdns
⑩ 清空arp缓存：ARP-D
⑪释放IP/获取IP：ipconfig /release；ipconfig /renew
⑫脚本生成：
ping 192.168.1.1 -n 10
ping www.baidu.com -n 10
ping www.163.com -n 10
pause
⑬ ping：
-t 连续ping
-l 定义包大小
-n 定义发送的次数