四级网络工程师最全网络技术复习资料

一、计算机网络的发展与形成1．基于P2P以“非中心化的方式”的网络应用成为新的增长点2．计算机网络形成：（1）计算机——终端（美国军方）（2）计算机——计算机（3）ARPANET及OSI（高校，INTERNET前生）（4）INTERNET3．网络协议（1）ISO指定OSI，国际认可（2）TCP/IP，业内公认，早于OSI4．信息高速公路：异步传输模式（ATM），宽带综合业务数字网（B-ISDM），高速局域网，交换局域网，虚拟网，无线网5．搜索引擎是一种运用在WEB上的应用软件系统6．宽带城域网（1）包括核心交换网、接入网（2）用户接入网分三类：计算机网络、电信通信网、广播电视网（现在数字聚合，三网融合）7．无线网络：（1）无线局域网（WLAN）①传输介质：微波、激光、红外线②IEEE801.11制定③运用领域：传统局域网扩充、建筑物之间互联、特殊网络④传输技术：红外线、扩频、窄带微波（2）发展①无线自组网（ADHOT）：自组织、对等、多跳②无线传感器网（WSN）将ADHOT于传感器结合，三要素是：传感器、感知对象、观察者③无线网状网（WMM）：标准制定IEEE802.11S④蓝牙技术：标准制定IEEE802.15，特点：短距离，低功耗8．操作系统（1）Window（2）UNIX：小型机、C语言、易移植、多用户多任务、分时、采用树状目录、系统由内核和外壳组成，内核直接对硬件起作用，外壳是用户程序（3）在微型机运行，内核效仿Unix，开放源代码、多用户多任务、界面友好、可移植二、计算机网络基本概念1．计算机网络定义（1）观点：广义、资源共享（符合网络特征）、用户透明2．分类（1）局域网：覆盖范围有限（方圆几公里），传输数据较快，误码率低。从介质角度：共享式介质和交换式局域网（2）城域网：（3）广域网：最远最大、速率低。从逻辑和功能：通信子网、资源子网（4）个人局域网：10M内3．网络拓扑结构（1）分类：星型、环形、树型、网状型①星型：中心节点是可靠性瓶颈②环形：延迟确定，每个线路都是瓶颈③树型：适用于汇聚数据的（2）传输参数①传输速率：S=1/T（T为每比特所需要的时间），记bps，每秒传输的比特数②带宽：与传输速率有关a）奈科斯特准则：有限带宽、无噪声信道——Rmax=2Bb）香茗定理：有限带宽、有随机噪声信道——Rmax=B*log2(1+S/N)③误码率：平均误码率要低于10-9（3）分包分组交换①早起交换分为：线路交换、存储转发交换a）线路交换：线路建立、数据传输（实时，双向）、线路释放优：实时性强，交互式会话类通信缺：系统效率低，不具备数据存储，纠错功能b）存储转发交换：报文交换、报文分组交换②现代交换a）数据报方式：不同分组经过不同路径、到达目的节点可能乱序、每个分组传输过程都带目的地址和源地址、传输延迟大，适合突发性通信，不适合长报文，会话式通信b）虚电路方式：在传输前源节点和目的节点建立连接、顺序连接、不携带目的地址，源地址，无乱码重复丢失，每个节点只需要进行差错检测不需要路由选择，每个节点可与多个节点建立4．网络体系结构（1）网络协议①三要素a）语法：格式和结构b）语义：意义c）时序：顺序说明（2）网络体系结构①第一个网络体系结构：IBM的SNAa）OSIi定义了各层服务，服务与实现无关，不是一个标准，而是概念的框架ii各个节点具有相同层次，相邻层之间接口通信，每层使用下层服务并向上提供服务b）TCP/IP(传输控制协议/互联网协议)i互联层主要协议：IPICMPIGMPARPRARPii传输层：进程间端到端通信，主要协议：TCP(可靠的面向连接的协议，无差错),UDP（不可靠的无连接协议，不要求分组顺序到达）iii应用层：远程登录协议：Telent、文件传输协议:FTP简单邮件传输协议SMTP域名服务协议DNS路由信息协议RIP网络文件协议SNMP超文本传输协议HTTPc）对比5．P2P:最大化的为“非集中式”，不依赖DNS6．IEEE802.2将数据链路层划分为：逻辑链路控制子层（LLC,协议必相同），介质访问控制子层(MAC，协议可不同)7．IEEE802.3以太网标准，定义载波侦听多路访问（CSMA/CD）介质访问MAC子层与物理层标准8．IEEE802.11定义无线局域网介质访问MAC子层与物理层标准9．IEEE802.15定义近距离个人无线网介质访问MAC子层与物理层标准10．IEEE802.16定义宽带无线局域网）介质访问MAC子层与物理层标准三、局域网技术1．与广域网不同，存储转发方式变为共享介质与交换方式2．拓扑：（1）总线型（共享介质）①解决冲突：载波侦听多路访问（CSMA/CD）、令牌总线（TokenBus）②所有节点通过网卡连接总线③采用双绞线、同轴电缆④同一节点只能有一个节点通过总线发送数据，冲突会传输失败⑤优：结构简单，易于实现。易于扩展、可靠性强缺点：不易管理，故障诊断和隔离困难（2）环形①数据传输方向确定，采用令牌环（3）星型3．传输介质：双绞线、同轴电缆、光纤，无线信道4．以太网最核心技术：介质访问控制方法：载波侦听多路访问（CSMA/CD），解决多个节点共享公用总线5．以太网传输错误：（1）CRC正确，判定帧长度，“帧长度错误”CRC错误，判断帧是否为8整数倍，是则“帧校验错误”，不是则“帧比特错误”6．以太网物理地址，按照48位编码（EUI-48），12个12进制两两一组。前三组公司，后三组生产商自配，允许分配物理地址为247个7．高速局域网（1）解决方案①提高带宽a）快速以太网—802.3ui100BASE-TX：2对非屏蔽双绞线，支持全双工ii100BASE-T4：4对非屏蔽双绞线，不知道全双工iii100BASE-FX：2芯光纤，支持全双工b）千兆以太网—802.3z或802.3abi1000BASE-Tii1000BASE-CX：屏蔽双绞线c）万兆网-802.3ae不再使用双绞线，只有全双工d）40GBS以太网：使用波分复用技术②将大型局域网划分③将共享介质方式改为交换方式8．交换式局域网（1）端口之间可有多个并发连接（2）交换机利用“端口/MAC地址映射表”，读取源地址进行“地址学习”自动的学习（3）交换机帧转发方式①直接转发——只读取目的地址，延迟小，没有差错能力，不支持不同速率端口转发②存储转发——完整接收检错再转发、延迟大，有矫错，支持不同速率③改进的直接转发——接收前64字节，检帧头字段9．虚拟局域网（1）软件方式实现，节点不收物理位置限制（2）组网方式①用交换机端口定义虚拟网a）一个端口自己能属于一个组b）转移到另一个端口是，要重配置②用MAC定义虚拟网（基于用户）a）可以随意移动节点，初始配置麻烦③基于网络层定义虚拟网a）可以随意移动节点，性能差，检查网络层地址难④基于广播组a）可灵活组件，可跨越局域网与广域网互联（3）优点：方便管理、安全性、改善网络服务10．无线局域网（1）红外①视距方式传输：定向、全方位、漫反射②通信安全号，抗干扰性强、简单易管理、传输距离受限（2）扩频——牺牲频带宽度来提高抗干扰性和安全性①跳频——发收采用相同跳频系列②直接序列——发收采用相同伪随机码，所有接受节点使用相同频段（3）窄带微波：微波无线电（4）MAC层——CSMA/CA①分类a）无争用服务（PCF）：中心控制节点b）争用服务（DCF）②802.11协议四、INTERNET基础1．Internet构成：通信线路、路由器、主机、信息资源2．接入方式（1）电话网——需要调制解调器（调制：数字—模拟、解调：模拟—数字），速率56K（2）ADSL——使用电话线，通过ADSL调制解调器，具有网桥和路由器，分上下行（3）使用HFC——有线电视网，混合光纤和同轴电缆。（4）数据通信线路3．IP协议（1）IP服务特点：不可靠、面向无连接、尽最大努力（2）IP互联网特点：隐藏底层物理网络、不制定网络拓扑也不要去网络全连接、信息可跨网、平等对待每个网络（3）IP地址作用：用于标识身份，屏蔽物理地址的差异，标识网络连接①由32个比特组成②层次结构：网络号、主机号③分类a）A类：1~126b）B类：128~191c）C类：192~223d）网络地址：网络位不变，主机位变0e）广播地址：i直接广播：网络位不变，主机位全1ii有线广播：网络位全1，主机位全1f）回送地址：127.0.0.0（用于本地测试）g）本地地址：10.0.0.0/8172.16.0.0/12192.168.0.0/16④子网编制（避免IP地址浪费）a）LVSM（可变长子网掩码，在无类物流中使用）b）CIDR（）⑤地址解析协议ARP（已知IP，求MAC的方法）a）请求是广播，回应是单播b）采用高速缓存技术，时钟更新保证正确性c）IP数据报——IP协议使用的数据单元（总长度以8b为单位）i报头区：源IP地址、目的IP地址（以32位双字节为单位）ii数据区（不校验）iiiMTU：一个帧最多携带的数据量iv分段：数据报头相同，最后一个数据段在头部设置一个特别位，最终目的主机，重组。v分片：标识（区别不同数据报）、标志（是否分片，是否是最后一个）、片偏移（分片位置，8字节）vi选项：目的——控制和测试、包括——选项吗，长度，选项数据（源路由，记录路由，时间戳）⑥差错与控制报文ICMP差错a）典型运用：ping和,racerouteb）特点：1没有什么特别优先权2，还报告数据区前64b3，先把出错报文丢弃c）分类：目的地不可达、超时报告、参数出错控制d）IP层控制：i拥塞控制（路由处理太慢，传入大于传出，利用ICMP源抑制报文）ii路由控制（路径非最优，继续转发并发送重定向ICMP报文）（4）路由器①表驱动IP选路（路由表是选路依据，隐藏主机信息，只表示目的网络地址）a）下一站选路思想：（N—目标网络,R—下一站）b）路由表建立（静态—人工建立和管理，简单可靠，不适用复杂网络，建立维护难，容易出现路由环，动态—自动学习，路由器运行相同路由选择协议和相同选择算法）i路由协议：（1）路由信息协议RIP：向量—距离（V-D）算法:周期性30s，过时路由180s，通过跳数计算距离，向相邻广播路由信息表特点：简答易实现，收敛慢，需要交换信息大。适用于变化不大的中小型网络形成环路对策：1、限制最大距离（15最大）2、水平分割3、保持对策（60s）4、带出发刷新的毒性逆转对策（2）开放式最短路进有限协议OSPF:链路—状态（L-S）算法：周期性广播自己与相邻的连接关系，构成拓扑图特点：收敛速度快，支持服务类选路，提供负载均衡和身份认证，使用庞大复杂的网络，缺点：要求cpu,带宽解决办法1、分区2、指派路由器c）静态（2~10）RIP（10~50）OSPF（50以上）（5）组播①单播（一对一，实现个性化服务，网络浏览），广播（有线电视），组播（一对一组，视频点播，视频会议，没有纠错）②特点：使用组地址、动态、底层硬件支持③协议a）组管理协议IGMP（主机—路由器）iV1:基本组成员查询和报告iiV2增加快速iiiV3指定接收不接受b）组播路由协议（路由器—路由器，核心）：源地址、组地址、入接口、出接口，匹配前三个，获取单播拓扑结构。i域内（密集型—带宽充裕、稀疏型—带宽不充裕）ii域间（6）IPV6①IPV4地址局限性：空间局限性、性能问题、安全性、自动配置问题、服务质量QoS问题②128位，ipv4为32位③单播、组播、任播（发送到任意一个地址，一般最近地址）④数据报：基本头（40个字节），多个扩展头，高层协议数据单元⑤自动配置：有状态（DHCP支持，向DHCP多播发送请求）、无状态（64位前缀，64为网络接口）（7）TCP和UDP（传输层）①TCP传输控制协议（保证可靠性）——面向连接的，可靠的，全双工a）丢失与重发（确认机制——，连接初始序列号32位随机号，没收到确认报文，等待随机时间重发，等待时间具有适应性，使用KARN算法）b）连接可靠性和优雅关闭——三次握手c）TCP缓冲，流控，窗口——窗口（缓冲区剩余空间）：流量控制d