学习自成都中医药大学严小英老师主讲的《网络规划与设计》

​ 此门课实际并未把网络相关的技术讲的那么深，估计考试不会涉及太多内容，但是要知道，计算机四大件实际上是计算机专业大学最有必要上的课，无论是考研还是工作面试，都是重要考点，所以如想更深一步学习网络相关知识的话，推荐 小林coding，当然这个网站有的点也不是很详细，所以能静下心来读几本书或者看几个从零开始讲的基础课程是最好的。这里推荐湖科大教书匠的计算机网络，我的计算机网络专栏就是跟着这个老师学习总结的，我也上传到文件夹里了。

这几篇老文章都是我之前用飞书云文档写的，因转换格式问题，之前已写完的文档图片太多了，不想一一转化了，大家可以访问我的飞书云文档来查看这些图片–https://miu7shl031o.feishu.cn/drive/folder/WJiBfqX9klvKNEdpTHccfrEQn3e

更新，此文图片较少，已同步

主要总结可能考到的知识点:

网络生命周期(PDIOO)

  • Planning（规划）
  • Design（设计）
  • Implementation（实现）
  • Operation（运行）
  • Optimization（优化）
  • Retire（退役）

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  1. 网络设计过程

  • 需求分析
  • 逻辑网络设计
  1. 拓扑设计
  2. ip地址规划和子网划分
  3. 交换策略和路由协议的选择
  4. 网络安全机制和网络管理策略的设计
  • 物理网络设计
  • 部署网络
  • 调试和验收

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技术指标

  • 网络带宽

​ 指给定时间内，通过某个网络的信息量。

主要记住单位:bp/s，每秒通过网络的比特数。

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决定带宽的因素：介质和广域网接入方式

  • 吞吐量

是指一组特定的数据在特定的时间段经过特定的路径所传输的信息量的实际测量值。单位与带宽一样

影响应用层吞吐量的因素：

计算机性能（客户端的计算机性能和服务器性能）、LAN上其他用户的情况、网络拓扑设计、传输的数据类型、时间段

吞吐量与带宽的关系： 吞吐量 ≤ 网络的带宽

  • 差错率

数据链路层和网络层都存在差错控制

  • 网络时延

时延由四部分组成

处理时延（检查报文到决定转发报文刑事）

排队时延（报文等待）

传播时延（信号在物理链路的传播时间）

传输时延（发送报文第一个b到发送完最后一个b)

  • 网络路由
  • 效率

网络设计方法

网络设计有两种常用方法：自上而下和自下而上。

PDIOO 模型采用自上而下的设计方法。

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  • 层次化网络设计

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核心层：高速的网络骨干

分布层：提供用户到核心层之间的连接，也叫汇聚层

接入层：为用户提供接入网络的服务，也叫访问层

层次化设计的优点:

  • 降低了网络设计的复杂性；
  • 更容易处理广播风暴、信号循环等问题；
  • 升级任意层次的网络不会对其他层次造成影响；
  • 降低了设备配置的复杂性；
  • 网络故障易于定位；
  • 网络更容易管理。

缺点:

  • 不适用于结构简单的小型局域网。
  • 核心层设备或链路失效时，会导致整个网络遭到严重破坏。
  • 分层设计中往往采用设备冗余、路由冗余等设计方法，这会导致网络复杂性的增加。

常见的局域网技术

以太网(Ethernet)

令牌环(Token Ring)

令牌总线(Token Bus)

光纤分布式数据接口(FDDI, Fiber Distributed Data Interface)

局域网参考模型（重点）

局域网参考模型IEEE 802模型 包含和OSI参考模型的物理层和数据链路层

其中物理层和OSI的物理层类似，但是局域网的数据链路层分为逻辑链路控制子层（LLC）和介质访问控制子层(MAC)

LLC子层的功能是保证站点之间数据传输的正确性

MAC子层的功能是解决多个站点对共享信道的访问问题

IEEE802.1(A)： LAN和WAN体系结构
IEEE802.1(B)： LAN寻址、网间互联
IEEE802.2： 逻辑链路控制(LLC)协议
IEEE802.3： CSMA/CD访问方法及物理技术规范
IEEE802.4： 令牌总线访问方法及物理层技术规范
IEEE802.5： 令牌环访问方法及物理层技术规范
IEEE802.6： 城域网访问方法及物理层技术规范
IEEE802.7： 宽带网络访问方法及物理层技术规范
IEEE802.8： 光纤网络技术标准(FDDI)
IEEE802.9： 综合数据/语音局域网(IVD LAN)
IEEE802.10： 可互操作局域网安全标准(SILS)
IEEE802.11： 无线局域网
IEEE802.12： 100BaseVG高速网络访问方法

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局域网的拓扑结构

星型，环型，总线型

以太网技术

世界上第一个局域网就是以太网

以太网利用CSMA/CD算法解决共享信道内的信道争用和冲突问题

原理:所有工作站在发送数据前都要侦听信道，如果信道空闲才开始发送数据，而且在发送数据过程中要不断地进行冲突检测秒如果发生冲突则停止，等待后重发

先听后发、边听边发、冲突停止、延时重发

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以太网技术的命名由三个部分组成：传输速度（Speed）、信号传输方法（Signal Method）及传输介质（Medium）

传输速度（Speed）：10M 100M 1G 10G

信号传输方法（Signal Method）:基带（BASE）宽带（BROAD） 以太网采用基带信号传输。

传输介质（Medium）:光纤 同轴电缆 双绞线 无线

常见的以太网技术标准

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重点记住

10、100、1000代表传输速率

Base代表基带传输

最后一位代表线缆类型：5代表同轴、2代表细同轴、T代表双绞线、FX代表光纤

以太网 MAC 子层主要有两项职责

  • 数据封装
  • 介质访问控制

MAC地址（重点）

由48位二进制数组成

分类:

单播：第1个字节的最低位为0，可作为目的地址和源地址

组播：第1个字节的最低位为1，仅能作为目的地址

广播：48位全部为1

常见的网络电缆

双绞线（非屏蔽双绞线、屏蔽双绞线和外屏蔽双绞线）、同轴电缆、光纤

重要的是非屏蔽双绞线有两种布线方式：T568A 和 T568B。

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结合图记忆

集线器（第1层设备）

传统以太网使用集线器来连接 LAN 网段中的节点。

集线器不执行任何类型的通信过滤，而是将所有比特转发到其连接的每台设备。

不隔离冲突域

使用Hub可以将网络拓扑从直线型总线结构转变为星型结构。

所有连接到Hub上的设备都能接受全部的通信，所有连接到同一个网段上的设备一起构成了一个冲突域

交换机（2层的设备）

交换机可以将 LAN 细分为多个单独的冲突域，缩小了冲突域的规模。其每个端口都代表一个单独的冲突域

交换机的三项主要功能：

  • 基于源MAC进行地址表学习
  • 基于目的MAC地址转发/过滤数据帧
  • 隔离冲突域

IP

IP 地址是用于标识特定主机和网络设备的逻辑网址

IPV4地址是32位的二进制数字

IP地址层次式的，由网络号（Network-ID）和主机号（Host-ID）两部分组成，用于标识特定网络中的特定主机。

ip计算相关的可以多找几道题练习（书上的练习题），这里只总结需要记忆的点

子网划分(重点)

原因:

为网络管理员提供灵活的地址空间

使用子网可以将一个局域网变成多个局域网

缩小广播域

好处:

1.缩减网络流量

2.优化网络性能

3.简化管理

4.更为灵活地形成大覆盖范围的网络

例子(这里大概介绍一下我经常用的方法，和老师讲的两个稍微不太一样):

网络地址192.168.1.0;子网掩码255.255.255.192(/26)

子网掩码为26说明向主机位借了2位，可以划分2^2=4个子网(这个子网要看题意，因为一般出题就是给条件需要几个子网)

这时候后面就还剩6位，所以六位最大就为六个1 63，所以后面划分四个子网就从192.168.1.0往后依次63即可

即

192.168.1.0-192.168.1.63

192.168.1.64-192.168.1.127

192.168.1.128-192.168.1.191

192.168.1.192-192.168.1.256

注意第一个和最后一个地址不能用于主机位

可变长子网掩码VLSM（重点）

一个主网络中定义多个子网，多个子网可能使用不同长度的掩码

作用

节约地址，缩小广播范围，提高安全性

原理

在子网划分的基础上，向主机位借位

产生更小的子网，子网掩码继续变长

这里我找了一个例子，感觉很清晰

主要还是要在题中总结

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三层设备转发数据流比较

第1层设备不对数据进行过滤，只将收到的所有东西都转发到下一网络分段；由第1层设备构建的网络处于同一个冲突域或广播域中；

第2层设备基于目标MAC地址对数据帧进行过滤；桥接设备形成多个冲突域，但同属于一个广播域；

第3层设备根据目标IP地址对数据分组进行过滤，路由器只转发目标IP地址位于广播域之外，且路由器能辨别出转发分组的目标位置；第3层设备形成多个冲突域和广播域；

二层交换机

交换机的所有端口（包含其默认配置）属于同一广播域

分割了冲突域，但是不能划分广播域

VLAN

广播域过大带来的问题:

  • 连续的二层交换机组成一个大的广播域
  • 交换机从所有接口洪泛广播包
  • 广播数据在广播域中洪泛，导致带宽浪费
  • 广播面大导致安全性降低
  • 节点需要处理过多的广播,降低设备性能

解决广播域过大的方法是分割广播域，将一个大范围的广播域变成多个小范围的广播域

分割广播域的方法

  1. 使用路由器分割成多个子网
  2. 使用虚拟局域网(VLAN)分割成多个子网

特点

  • 基于逻辑的分组，将一个物理LAN逻辑地划分成不同的广播域
  • 在同一VLAN内和真实局域网相同，一个VLAN内部的广播流量不会转发到其它VLAN中
  • 不受物理位置限制，同一个VLAN内的主机不一定属于同一个LAN网段
  • 减少节点在网络中移动带来的管理代价
  • 不同VLAN内用户要通信需要借助三层设备
  • 因为VLAN 使用逻辑连接代替物理连接，所以使用非常灵活。

定义方法

  1. 基于端口的VLAN–最常用
  2. 基于MAC地址的VLAN
  3. 基于网络层的VLAN
  4. 基于IP组播的VLAN

端口模式

Access（接入端口）：

一般用于连接用户终端，承载标准的以太网帧，不带有VLAN标签，只能关联一个VLAN

Trunk（干线端口）：

一般用于交换机互联，可以允许多个VLAN通过，承载带有VLAN标签的802.1Q帧 ，缺省关联交换机上配置的所有VLAN

这个我推荐看一下湖科大教书匠的讲解-链接

接下来记录一些我做错的题目:

把重点放在老师的课堂练习上面，这里是我额外学习的错题

一般来说，用户上网要通过因特网服务提供商，其英文缩写为 D

A.ICP

B.IDC

C.ASP

D.ISP

下面关于路由器的描述中，正确的是 A

A.路由器的串口之间通常是点对点连接

B.路由器的以太口之间必须是点对点连接

C.路由器中串口与以太口的 IP 地址必须在同一网段

D.路由器中串口与以太口必须是成对的

在以太网中，是根据（）地址来区分不同的设备的。 A

A.MAC地址

B.IP地址

C.网络地址

D.信号地址

当一台主机从一个网络移到另一个网络时，以下说法正确的是 B

A.必须改变它的IP地址和MAC地址

B.必须改变它的IP 地址.但不需改动MAC 地址

C.必须改变它的MAC 地址.但不需改动IP 地址

D.MAC 地址.IP 地址都不需改动

传输层可以通过（）标识不同的应用。 C

A.物理地址

B.IP地址

C.端口号

D.应用程序名称

下面提供FTP服务的默认TCP端口号是（） A

A.21

B.25

C.23

D.80

以太网媒体访问控制技术CSMA/CD的机制是（）A

A.争用带宽

B.预约带宽

C.循环使用带宽

D.按优先级分配带宽

以下关于100BASE-T的描述中错误的是（）C

A.数据传输速率为100Mbit/S

B.信号类型为基带信号

C.采用5类UTP.其最大传输距离为185M

D.支持共享式和交换式两种组网方式

PPP协议是哪一层的协议（）B

A.物理层

B.数据链路层

C.网络层

D.高层

网卡是完成功能的（）C

A.物理层

B.数据链路层

C.物理和数据链路层

D.数据链路层和网络层

在电缆中屏蔽有什么好处 。 (1)减少信号衰减(2)减少电磁干扰辐射和对外界干扰的灵敏度 (3) 减少物理损坏(4)减少电磁的阻抗 B

A.仅(1)

B.仅(2)

C.(1).(2)

D.(2).(4)

本地网络上的主机通过下列所述的那种方式查找其它的网络设备 。B

A.端口号

B.硬件地址

C.默认网关

D.逻辑网络地址

在因特网中，IP数据报从源结点到目的结点可能需要经过多个网络和路由器。在整个传输过程中， IP 数据报报头中的 。A

A.源地址和目的地址都不会发生变化

B.源地址有可能发生变化而目的地址不会发生变化

C.源地址不会发生变化而目的地址有可能发生变化

D.源地址和目的地址都有可能发生变化

VLAN 的划分不包括以下哪种方法？ D

A.基于端口

B.基于 MAC 地址

C.基于协议

D.基于物理位置

在下列网络互联设备中,哪一个设备能够在 LAN 之间存储转发帧 C

A.中继器

B.网桥

C.路由器

D.网关

在路由器互联的多个局域网中，通常要求每个局域网的 D

A.数据链路层协议和物理层协议必须相同

B.数据链路层协议必须相同.而物理层协议可以不同

C.数据链路层协议可以不同.而物理层协议必须相同

D.数据链路层协议和物理层协议都可以不相同

在路由器上从下面哪个模式可以进行接口配置模式 B

A.用户模式

B.特权模式

C.全局配置模式

D.安全模式

路由器的路由表包括目的地址、下一站地址以及 B

A.时间.距离

B.距离.计时器、标志位

C.路由.距离、时钟

D.时钟.路由

将流量控制用于 TCP 数据传输的原因是什么 。C

A.同步设备速度以便发送数据

B.同步并对序列号排序.从而以完整的数字顺序发送数据

C.防止传入数据耗尽接收方资源

D.在服务器上同步窗口大小

通过哪种协议可以在网络中动态地获得 IP 地址 。A

A.DHCP

B.SNMP

C.PPP

D.UDP

在 Internet中，使用 FTP 功能可以传送 类型的文件。A

A.文本文件

B.图形文件

C.视频文件

D.任何类型的文件

VTP协议有3种运行模式，下列无关的是（） B

服务器模式
浏览器模式
客户机模式
透明模式

不属于路由选择协议的是（）。B

RIP
ICMP
BGP
OSPF

下列不属于网络系统集成的原则的选项是（）。D

实用性
主流性
可维护性
方便性

VLAN的划分主要有()种方法。ABCD

基于端口划分
基于MAC地址划分
基于第三层协议类型或地址划分
基于IP地址划分

对于路由器的配置模式，请在对应的空格处写下对应的模式的意思。例：Router>用户模式Router#（）Router(config)#（）Router(config-if)#()Router(config-line)#(

Router(config-router)#

特权模式全局模式接口模式line模式路由模式

网络设计的约束因素有哪些？

1.政策约束 2.预算约束 3.时间约束 4.应用目标约束

对三层网络拓扑结构的理解。

核心层主要高速处理数据流提供节点间的高速数据转发；

汇聚层要负责路由聚合收敛数据流量；

接入层为用户提供网络访问功能并执行用户认证和访问控制。

千兆以太网有两种标准，他们分别是()和()。

单模光纤和UTP千兆

以太网交换机的数据交换方式有()交换方式、存储转发交换方式和改进直接交换方式。

直接

从用户角度或者逻辑功能上可把计算机网络划分为通信子网和()。

资源子网