计算机四级网络工程师笔记

1 最常用的两种计算机分类方法为 1 按传输技术将其分为广播式网络与 点 点式网络 2 按覆盖范围与规模将其分为局域网 城域网与广域网 2 Management Information System 管理信息系统 MIS 3 Enterprise Resource Planning 企业资源计划 4 Logical Link Contral 逻辑链路控制 5 high performance radio local area network 高性能无线局域网 6 在企业网的范畴内 话音通信技术比较成熟的是 DECT 技术标准 数据通 信以 802 11 为主要的通行标准 随着通信技术的发展 DECT 为适应数据 业务和多媒体业务的发展 提出了 DECT 分组无线业务 DPRS 而数据 通信也有了下一代的通信标准 HiperLAN 2 7 无线蜂窝系统 蜂窝通信概念最早是由贝尔实验室在 20 世纪 70 年代提出 它是一种使用频 率复用的智能方法 以使有限的带宽可以容纳巨大数量的用户 无线蜂窝 系统在传输中使用大量低功率的基站 每个基站只覆盖有限的区域 用这种 方式 每次建立一个新基站时 容量就会增加 因为同样的频谱在指定的区 域内可以被复用几次 蜂窝的基本原理是把覆盖区域分为大量相连的小区域 每个小区域都使用自己的无线基站 对这些小区域以智能的方式分配信道 这样可以减小干扰 提供充分的性能以满足这些区域的通信量 8 宽带城域网建设最大的风险是基本技术方案的选择 一般有三类选择 基于 SDH 的城域网方案 基于 10Ge 的城域网方案和基于 RPR 的城域网方案 9 作为用户接入网的主要有三类 计算机网络 电信通信网与广播电视网 数 字化使这三种网络之间的界限越来越模糊 这造成了通信 计算机与广播电 视等产业的会聚 出现了经营业务相互融合 进而促进这些产业的重时 同 时开辟大量新的信息服务市场 即现了所谓的 三网融合 与 数字会聚 10 我们经常提及的移动通信网络一般都是有中心的 要基于预设的网络设 施才能运行 例如 蜂窝移动通信系统要有基站的支持 无线局域网一般 也工作在有 AP 接入点和有线骨干网的模式下 但对于有些特殊场合来说 有中心的移动网络并不能胜任 比如 战场上部队快速展开和推进 地震 或水灾后的营救等 这些场合的通信不能依赖于任何预设的网络设施 而 需要一种能够临时快速自动组网的移动网络 Ad hoc 网络可以满足这样 的要求 11 网络需求详细分析主要包括 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 网络安全性需求以及分析网络工程造价计算 12 划分 IP 地址技术的发展阶段示意图 13 专用 IP 地址 类网络号总数 A101 B172 16 172 3116 C192 168 0 192 168 255256 14 路由表是当路由器传输 IP 分组时用于查询路由以决定分组所要发送的下一 个路由 它分为动态路由表和静态路由表 15 边界网关协议 BGP 是外部网关协议的主要内容 BGP 4 是它的新版本 BGP 路由选择协议包括 打开分组 更新分组 存活分组和通告分组等四 个分组 并通过这些分组选择出较好的路由 16 为了屏蔽下层不同的物理细节 100BASE T 为 MAC 和高层协议提供了一 个 100M 传输速率的公共透明接口 其功能与 Ethernet 的 AUI 接口相同 MII 接口向上通过 MAC 子层的接口提供载波侦听与冲突检测的信号 向下 支持 10Mb s 与 100Mb s 的接口 同时集线器可与其交换控制信息 17 中继器 中继器工作在物理层 它的作用是将衰减后的信号经过接收 放大 整形 后再向与它相连的另一个缆段发送出去 中继器使用的目的是增传输介质 的长度 它所连接的结点仍然共享一个冲突域 所以中继器不属于网络互 联设备 18 集线器 集线器的英文称为 Hub 即是 中心 的意思 集线器的主要功能是对 接收到的信号进行再生整形放大 以扩大网络的传输距离 同时 把所 有结点集中在以它为中心的节点上 建立起一个物理上的星型网络结构 它工作于物理层并采用 CSMA CD 介质访问控制方式 19 网桥 像一个聪明的中继器 中继器从一个网络电缆里接收信号 放大它们 将其送入下一个电缆 相比较而言 网桥对从关卡上传下来的信息更敏 锐一些 网桥是一种对帧进行转发的技术 根据 MAC 分区块 可隔离 碰撞 网桥将网络的多个网段在数据链路层连接起来 网桥类似于中继器 也是用于连接两个网络段 但它工作在数据链路层 网桥在工作时要先分析帧的地址字段 再决定是否把收到的帧转发到另 一个网络段上去 即网桥接收到数据帧后 先检查帧的源地址与目的地 址 如果两个地址在同一个网络段上 就不转发 如果两个地址在不同 的网络段上 就把帧转发到目的地址所在的网络段上 20 透明网桥一般用于连接以太网段 而源路由选择网桥则一般用于连接令 牌 环网段 21 Premises Distributed System 综合布线布线系统 PDS 它是一种集成化通用传输系统 在建筑物和园区范围内 利用双绞线或光 缆来传输信息 同时可以连接电话 计算机 会议电视和监视电视等设备 的结构化信息传输系统 22 综合布线系统是由 6 个独立的子系统所组成 包括工作区子系统 配线子 系统 干线子系统 设备间子系统 管理子系统与建筑群子系统 23 交换机的工作原理 单台交换机 堆叠交换机 模块化交换机 交换机拥有一条背部总线和内部交换矩阵 这个背部总线的带宽很高 交换机的所有的端口都挂接在这条背部总线上 当收到数据包后 处 理端口会查找内存中的地址对照表以确定目的 MAC 地址的网卡连接接 在哪个端口上 随后通过内部交换矩阵 迅速地将该数据包传送到目 的端口 若目的 MAC 地址不存在 则这才广播到所有的端口 在接收 到端口的回应后 交换机会 学习 新的地址 并把它添加入其内部的 MAC 地址表中 使用交换机通过 MAC 地址表 只允许必要的网络数据通过它 这样 有效地将网络进行 分段 通过交换机的这种过滤和转发方法 有效 地隔离广播风暴 减少了错误包的出现 24 VLAN 的技术特点 1 VLAN 工作在 OSI 参考模型的第 2 层数据链路层 2 每一个 VLAN 都是一个独立的逻辑网段和广播域 其广播的信息 只发送给该 VLAN 中的结点 3 每一个 VLAN 都是一个独立的网络 各自有惟一不同的子网号 VLAN 之间只能通过第 3 层路由才能进行通信而不能直接完成通 信 25 BPDU Bridge Protocol Data Unit 网桥协议数据单元 26 交换表的建立 交换机在初始开机的时候 交换表是空的 使用时 慢慢 学习 建立起 它的交换表 由于高速缓存的空间是有限的 交换机每次查询交换表时 所使用到的表项 都盖上一个时间戳 同时交换机每存入一个新的表项 时 也给它盖上一个时间戳 经过长时间没有被使用到的表项 即被删 除 以便交换表有足够的空间来加入新的表项 27 交换表命令的显示 1 大中型交换机 在交换机的超级用户模式下 输入命令 show cam dynamic 2 小型交换机 在交换机的超级用户模式下 输入命令 show mac address table 28 交换机的交换结构 1 软件执行交换结构 2 矩阵交换结构 3 总线交换结构 4 共享存储器交换结构 29 交换机的交换模式 1 快速交换模式 这个数据帧将无法经过校验 纠错 即被直接转发 即使是有错误的 数据帧 仍然被转发到网络上 2 碎片丢弃交换模式 交换机接收到数据帧时 先检测该数据帧是不是冲突碎片 如果不是 冲突碎片 也不保存整个数据帧 而是在接收了它的目的地址就直接 进行转发操作 如果该数据帧是冲突碎片 则直接将该帧丢弃 3 存储转发交换模式 它将接收到的整个数据帧保存在缓冲区中 它把数据帧先存储起来 然后进行循环冗余码校验检查 在对错误帧进行处理后 才取出数据 帧的目的地址 进行转发操作 30 A VLAN A Broadcast Domain Logical Network Subnet 一个 VLAN 一个广播域 一个逻辑网络 子网 31 帧的格式分为两种 ISL Inter switch link 是 CISCO 交换机独有的协议 IEEE802 1Q 是国际标准协议 被几乎所有的网络设备生产商所共同支持 32 所谓的 Trunking 是用来在不同的交换机之间进行连接 以保证在跨越多个 交换机上建立的同一个 VLAN 的成员能够相互通讯 其中交换机之间互联 用的端口就称为 Trunk 端口 trunk 这个词是干线或者树干的意思 不过一 般不翻译 直接用原文 33 为交换机端口分配 VLAN 1 Catalyst 3500 Switch PHY 3548 configure t Switch PHY 3548 config 全局配置模式 Switch PHY 3548 config int f0 24 Switch PHY 3548 config if 交换机端口配置模式 Switch PHY 3548 config if switchport access vlan 248 将端口 f0 24 划分 在 248 号 VLAN 中 Switch PHY 3548 config if 2 Catalyst 6500 Switch PHY 6500 enable set vlan 42 5 20 Switch PHY 6500 enable 比较这两种情况 34 交换机的工作原理 交换机通过一种自学习的方法 自动地建立和维护一个记录着目的 MAC 地 址与设备端口映射关系的地址查询表 转发帧的具体操作是 在查询保存在交换机高速缓存中的交换表之后 交 换机根据表中给出的目的端口号 决定是否转发和往哪里转发 如果数据帧 的目的地址和源地址处于交换机的同一个端口 即源端口和目的端口相同 基于某种安全控制 数据帧被拒绝转发 交换机直接丢弃 否则按与目的 MAC 地址相符的交换表表项中指出的目的端口号转发该帧 在转发数据帧 之前 在源端口和目的端口之间建立一条虚连接 形成一条专用的传输通道 再利用这条通道将帧从源端口转发到目的端口 完成帧的转发 35 1 第二层交换机 第二层交换机工作在 OSI 参考模型的第二层 即数据链路层 它依据数据 帧中的目的 MAC 地址进行数据帧的线速交换 第二层交换机不具有路由功能 但具有虚拟网功能 可以划分 VLAN 但 不同的 VLAN 成员之间不能直接通信 只能通过路由器来完成 2 第三层交换机 第三层交换机是工作在网络层的设备 它将二层交换技术和路由技术有机 地结合为一体 可以说 第三层交换机是具有路由功能的二层交换机 第三层交换机依据数据包中的目的 IP 地址 进行路径选择和快速的数据包 交换 它可以实现不同逻辑子网 不同 VLAN 之间的通信 在第三层交换机中 增加了一个第三层交换模块 由该模块完成路径选择 功能 而第三层交换机的数据交换仍由第二层交换模块完成 36 配置交换机的系统信息 配置交换机的主机名 超级用户口令 程登录口令 设置系统时间 配置设备管理地址 Catalyst 3500 1 配置交换机主机名 输入用户名 enable 输入密码 输入 config t 进入全局配置模式 输入 hostname 主机名 配置主机名 2 配置超级用户口令 输入 enable secret 5 口令 加密口令 对现有的口令进行加密 表项在 配置文件中 输入 enable password 口令 明码口令 输入 enable password 7 口令 密码口令 3 配置远程登录口令 输入 line vty 0 4 输入 password 7 口令 加密口令 输入 password 0 口令 明码口令 4 改变系统时间的设置 格式 clock set hh mm ss day month year 5 配置设备管理地址 IP 地址 输入 interface VLAN1 VLAN1 是用于设备管理的缺省 VLAN 输入 ip address IP 地址 子网掩码 Catalyst 6500 1 配置交换机主机名 输入用户名 enable 输入密码 进入超级用户模式 输入 set system name 系统名 配置主机名 2 配置超级用户口令 输入 set enablepass 输入旧密码 输入新密码 重复输入新密码 3 配置远程登录口令 输入 set password 输入旧密码 输入新密码 重复输入新密码 4 改变系统时间的设置 格式 set time day of week mm dd yy hh mm ss 5 配置设备管理地址 IP 地址 格式 set interface sc0 IP 地址 子网掩码 广播地址 37 交换机端口配置 描述信息 了解交换机端口的物理连接情况 配置端口的关闭与开启 通信方式 单工 半双工 全双工 网络中 直接相连的两台交换机端口的通信方式必须一致 传输速率 10 100 1000Mbps 支持自动适应端口速率 Catalyst 3500 1 配置交换机端口描述信息 首先要进入全局配置模式 输入 interface f 模块号 端口号 进入某一端口 输入 description 端口名 2 配置端口的关闭与开启 首先要进入全局配置模式 输入 interface f 模块号 端口号 进入某一端口 输入 shutdown 关闭端口 输入 no shutdown 开启端口 3 配置端口的通信方式 首先要进入全局配置模式 输入 interface f 模块号 端口号 进入某一端口 输入 duplex auto 缺省为自适应模式 输入 duplex full 全双工 输入 duplex half 半双工 4 配置端口的传输速率 首先要进入全局配置模式 输入 interface f 模块号 端口号 进入某一端口 输入 speed 10 单位为 1Mbps 输入 speed 100 单位为 1Mbps 输入 auto 自适应 Catalyst 6500 1 配置交换机端口描述信息 格式 set port name 模块号 端口号 端口名 2 配置端口的关闭与开启 格式 set port enable 模块号 端口号 set port disable 模块号 端口号 3 配置端口的通信方式 格式 set port duplex 模块号 端口号 full set port duplex 模块号 端口号 half 4 配置端口的传输速率 格式 set port speed 模块号 端口号 auto set port speed 模块号 端口号 10 100 1000 38 交换机 VLAN 的配置 配置 VTP 建立或删除 VLAN 为交换机端口分配 VLAN 在交换机端口上配置 VLAN Trunk Catalyst 3500 1 交换机 VTP 的配置 输入用户名 enable 输入密码 输入 config t 进入全局配置模式 输入 vtp domain 域名 vtp mode server 缺省 vtp mode client vtp mode transparent 2 建立 VLAN 首先要进入全局配置模式 输入 vlan data 建立 VLAN 格式 vlan name 退出并返回特权用户模式 输入 exit 3 删除 VLAN 首先要进入全局配置模式 输入 vlan data 进入 VLAN 的配置模式 输入 no vlan 4 修改 VLAN 跟建立 VLAN 一样 只是 VLAN ID 一样 name 后的 VLAN name 改成所 需要的 5 为端口分配 VLAN 输入用户名 enable 输入密码 输入 configure t 输入 int f 模块号 端口号 进入端口配置模式 为端口分配 VLAN 格式 switchport access vlan 6 配置 VLAN Trunk 模式 switchport mode trunk 封装 VLAN 协议 switchport trunk encapsulation dot1q 封装 IEEE 802 1Q switchport trunk encapsulation isl 封装 ISL 协议 switchport trunk encapsulation negotiate P 自动协商 设置允许中继的 VLAN switchport trunk allowed vlan Catalyst 6500 1 交换机 VTP 的配置 输入用户名 enable 输入密码 进入超级用户模式 set vtp domain VLAN 名 set vtp mode server set vtp mode client set vtp mode transparent set vtp mode off 2 建立 VLAN 格式 set vlan name 3 删除 VLAN 格式 clear vlan 4 修改 VLAN 跟建立 VLAN 一样 只是 VLAN ID 一样 name 后的 VLAN name 改成所 需要的 5 为端口分配 VLAN 格式 set vlan 6 配置 VLAN Trunk 模式 封装 VLAN 协议 格式 set trunk 7 设置允许中继的 VLAN 格式 set trunk vlan 8 从允许 VLAN 列表中删除相应的 VLAN 格式 clear trunk 38 路由器 路由器必须具备路由选择和分组转发两个基本功能 路由选择让路由器知道 如何将数据分组转发到目的主机 沿着哪一条路径进行转发 分组转发是沿 着路由选择所确定最佳路由 将分组从源主机通过若干个路由器发送到目的 主机 这两个功能共同完成端到端的数据传送 39 nonvolatile random access memory NVRAM 非易失随机存取存储器 40 路由器的配置 路由器的常用配置方式包括 使用 Console 配置 使用 telnet 配置 使用 TFTP 配置 使用 AUX 端口配置以及使用网管协议 SNMP 配置 前三种配置 是现在最常用的配置方式 41 路由器的工作原理及功能 路由器互连多个不同网络或网段 可以在不同的逻辑子网之间进行数据交 换 使处于不用网络的终端站点之间能够通信 路由器的基本功能 为了实现不同逻辑子网之间的通信 路由器必须具备路由选择和分组转发 两个最基本的功能 路由选择让路由器知道如何将分组转发到目的端 沿着哪一条路径进行转 发 分组转发是沿着路由选择所确定的最佳路径 将分组从源主机一跳一跳地 转发到目的主机 每一个路由器将数据分组从路由器接收端口传送到其相应的输出端口 由 路由选择和分组转发共同完成端到端的数据传送 1 路由选择 路由选择就是路由器依据目的 IP 地址的网络地址部分 通过路由选择算法 确定一条从源结点到达目的结点的最佳路由 路由器需要确定它的下一跳路由器的 IP 地址 即选择到达下一个路由器的 路由 然后它再按照选定的下一跳路由器的 IP 地址 将数据包转发给下一 跳路由器 通过这样一跳一跳地沿着选好的路由转发数据分组 最终把分 组传送到目的主机 路由选择的核心就是确定下一跳路由器的 IP 地址 Comment l1 简单文件传输协议 Comment l2 显示配置信息命令 Comment l3 封装一定功能的集合 MAC 地址 硬件地址 Comment l4 TCP 号 21 是 ftp 22 是远程登录 25 是 smtp 53 是 DNS 80 是 HTTP 110 是 P0P3 115 是 TFTP Comment l5 单位是 kbs Comment l6 全双工 Comment l7 广播 大概 不确定 待进一步确认 路由选择实现的方法 路由器使用路由选择协议 建立网络的拓扑结构图 以建立路由选择和转发的基础 路由选择算法根据各自的判断原则 为网 络上的路由产生一个权值 权值越小 路由越佳 然后路由器将最佳路由 的信息保存在一个路由表中 当网络拓扑发生变化时 路由协议会重新计 算最佳 路由 更新路由表 路由表指出的是路由器转发数据的最佳路径 路由选择功能决定着数据分组 能否正确地从源主机传送到目的主机 路由器路由选择功能的实现 关键在于建立和维护一个正确 稳定的路由表 路由表也是路由选择的核心 2 分组转发 分组转发也称为分组交换 主要完成按照路由选择所指定的路由将数据分组 从源结点转发到目的结点 路由器在接收到一个数据分组时 首先查看数据分组头部的目的 IP 地址字段 根据目的 IP 地址的网络地址部分 IP 地址分为网络部分和主机号部分 去查 询路由表 有三种情况 如果表中给出的是到达目的网络地址的下一跳路由器的 IP 地址 则按照 路由表给出的路径转发 如果目的网络是与路由器一个端口直接相连的 那么就在对应于目的网络 地址的路由表表项中 即目的端口 直接发往该端口 如果路由表中没有下一跳路由器地址 也没有找到目的端口时 就将数据 分组转发给缺省路由 42 使用 TFTP 配置路由器 1 拷贝配置文件到 TFTP 服务器 在特权模式下 用 write 命令 输入 write network 输入 TFTP 服务器 IP 地址 在特权模式下 用 copy 命令 输入 copy running config tftp 输入 TFTP 服务器 IP 地址 输入要保存的配置文件名 2 从 TFTP 服务器拷贝配置文件到路由器 将 TFTP 服务器上的配置文件拷贝到 running config 输入 copy tftp running config 输入 TFTP 服务器的 IP 地址 输入 TFTP 服务器上配置文件的文件名 43 hot standby routing protocol HSRP 热备份路由协议 44 路由器的接口配置 1 配置千兆以太网接口 Router config interface g0 1 Router config if description To BeiJingWaiGuo UuDaXue Router config if ip address 202 112 41 49 255 255 255 252 Router config if bandwith 1000000 Router config if duplex full Router config if no ip directed broadcast Comment l8 ARP 协议 地址解析 协议 通过使用一个主机来作为指定设备对 另一个设备进行应答 Comment l9 子网掩码 Comment l10 目的网络地址 子网 掩码 下一跳路由 默认路由一开始的时候为 0 0 0 0 Comment l11 OSPF Router config if no ip proxy arp Router config if no shutdown Router config if exit Router config if exit Router 2 配置 POS 接口 Router config interface POS3 0 Router config if description To TianJingDaXue Router config if bandwith 2500000 Router config if ip address 212 12 37 18 255 255 255 252 Router config if crc 32 Router config if pos framing sdh Router config if no ip directed broadcast Router config if pos flag s1 s0 2 Router config if no shutdown Router config if exit Router config exit Router 45 路由器的静态路由的配置 默认路由器的配置 R1 ip route 0 0 0 0 0 0 0 0 222 112 41 73 静态路由的配置 R2 ip route 59 65 96 0 255 255 240 0 222 112 41 74 切记 这里的 route 不是 router 46 动态路由协议的配置 ospf 1 单个 IP 地址参与 OSPF Router config router ospf 63 Router config router network 131 107 25 1 0 0 0 0 area 0 Router config router exit Router config exit Router 2 网络地址参与 OSPF Router config router ospf 63 Router config route network 133 181 0 0 0 0 255 255 area 0 Router config route exit Router config exit Router 47 DHCP 的工作原理 配置 DHCP 客户机分为以下 4 个阶段 1 客户机第一次初始化时 由于没有 IP 地址 也不知道 DHCP 服务器的 IP 地址 因而以 0 0 0 0 作为源地址 255 255 255 255 为目标地址发送 IP Comment l12 地址池 Comment l13 缺省网关 Comment l14 域名 地址租用请求 DHCPDISCOVER 信息还包含它的网卡地址和计算机名称 以便让 DHCP 服务器清楚是谁在发送 当然 其它两种情况也会产生租用 请求 客户机以前租用的 IP 地址被释放后发生新的租用 DHCP 服务器拒 绝或撤消了租用 2 收到信息的 DHCP 服务器发送 DHCPOFFER 信息表示可以提供 IP 租用 因客户机没有 IP 地址 这条消息也是以广播形式发布 DHCPOFFER 中 包含了客户机的网卡地址 提供的 IP 地址 子网掩码和 DHCP 服务器的 标识 同时 DHCP 服务器保留 IP 地址 以防提供给另一台客户机 3 客户机将从收到的第一条 DHCPOFFER 中选择 IP 地址 然后向所有 DHCP 服务器广播 DHCPREQUEST 声明接受了某个 DHCPOFFER 所 有其它的 DHCP 服务器则撤消提供 释放 IP 地址 以便使其可以提供给 下一个地址租用 4 收到 DHCPREQUEST 的服务器广播 DHCPACK 认可租用 客户机随后 完成 TCP IP 的初始化 实现绑定的客户机即可在网络上使用 TCP IP 协议 进行通信 客户机的 IP 地址 子网掩码等 IP 信息可以在注册表中 HKEY LOCAL MACHINE SYSTEM CURRENTCONTROLSET SERVICES ADAP TER PARAMETERS TCPIP 查到 如果客户机试图租用它以前的 IP 地址 但该地址以不存在或因移动到其它 子网而导致无效 DHCP 服务器就广播 DHCPNACK 宣布认可失败 客户 机重新开始广播 IP 租用请求 客户机的 IP 地址租用时间剩下 50 时 向得到租用的 DHCP 服务器发送 DHCPREQUEST 准备刷新它的租用 如果该服务器仍在工作 它发送带 有新租用时间的 HDCPACK 否则客户机将继续使用该 IP 地址 当租用 时间剩下 15 时 客户机将向所有 DHCP 服务器广播 DHCPREQUEST 任何 DHCP 服务器可以通过 DHCPACK 刷新租用或 DHCPNACK 强制客 户机重新初始化 DHCP 客户机在到期后停止使用该 IP 地址 开始新的租 用 基于 TCP IP 的通信也将停止 48 DHCP 的配置 Router config ip dhcp pool ttt Router dhcp config Router dhcp config ip dhcp pool 234 Router dhcp config network 201 2