计算机网络
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最庞大的计算机网络就是因特网计算机网络的功能:硬件资源共享、软件资源共享和用户间信息交换。
计算机网络分类:按地理范围:局域网(LAN) 城域网(MAN) 广域网(W AN),按使用者:公用网私用网(铁路、电力、军队)按传输技术:广播式网络(分组的目的地址有:单一节点地址、多节点地址、广播地址)点对点网络(采用分组存储转发与路由选择机制)按网络拓扑形状:总线状星状环状树状网状计算机的性能指标:速率bps kbps=103bps 一个字节等于八个比特KB=210B=1024B带宽:吞吐量时延:发送时延=数据帧长/信道带宽传播时延=信道长度/电磁波在信道上的传播速率处理时延排队时延总时延=发送时延+传播时延+处理时延+排队时延时延带宽积:传播时延*带宽往返时间利用率五层参考模型:物理层数据链路层网络层传输层应用层第二章信道用来表示某一个方向上传送信息的媒体。
一条通信线路往往包含一条发送信道一条接收信道单工通信半双工通信全双工通信无热噪声信道的最大数据传输率=2Hlog2V(bps)带宽为H,V为离散级数有热噪声最大传输速率=Hlog2(1+S/N)信噪比(dB)=10log10(S/N )数字数据编码为数字信号(非归零码、曼彻斯特编码、差分曼彻斯特编码)数字数据调制为模拟信号(振幅键控ASK、移频键控FSK、移相键控PSK)模拟数据编码为数字信号方法是脉冲编码调制包括:采样量化编码。
采样频率大于等于二倍的信号的最高频率。
模拟数据调制为模拟信号方式是将低频信号加到高频信号之上,然后将这种携带有低频信号的高频信号发射出去,在接收端则把携带这种低频信号的高频信号接收下来,经过频率变换和响应的解调方式检出原来的低频信号。
传输介质分为两大类:导向传输介质和非导向传输介质。
导向传输介质:双绞线同轴电缆光缆(网络传输介质中性能最好。
应用最广泛)多路复用技术有三种基本形式:频分多路复用时分多路复用波分多路复用频分多路复用原理:在一条高速信道可以设计多路通信信道,每路信道的信号以不同的载波频率进行调制,各个载波频率是互不重叠的,相邻信道之间用”警戒频带“隔离。
时分多路复用:将信道用于传输的时间划分为一段段等长的时分复用帧,每一个时分复用的用户在每一个TDM帧中占用固定序号的时隙。
波分多路复用:两束光波的频率是不相同的,经过棱镜之后,使用了一条共享的光纤传输,到达目的节点后,在经过棱镜重新分成两束光波。
数据交换技术:电路交换分组交换分组交换采用存储转发技术、在发送报文之前,先把较长的报文划分为一个个更小的等长数据段,在每一个数据段之前加上一些必要的控制信息组成的首部后,就构成了一个分组。
分组交换在实际中分为两类:数据报方式虚电路方式数据链路结构分为两种:点——点链路点——多点链路面向比特型的数据链路层协议采用特定的二进制序列01111110作为帧的开始和结束。
(零比特填充法:区分帧内01111110 逢五个1填一个0,接收端逢五个1删掉后面的0)最常用的两个广域网协议:HDLCPPPHDLC涉及3种类型的站:主站从站复合站HDLC提供了3种操作方式:正常响应方式异步响应方式异步平衡方式HDLC帧格式(六个字段,五种类型):标志字段(开始结束)地址字段控制字段(信息帧,监控帧,无编号帧)信息字段帧校验字段帧校验字段:发送数据f(x);生成多项式G(x)最高幂次r;f(x)*x r/G(x)得余数R(x);H(x)=f(x)*x r+R(x);接收端收到H(x);H(x)/G(x),若无余数则无错。
PPP由三类协议组成:链路控制协议网络层控制协议PPP扩展协议PPP帧格式:标志字段地址字段控制字段协议字段信息字段校验字段PPP验证过程:口令认证协议(两次握手协议)挑战握手认证协议(三次握手协议)广域网的交换方式:电路交换报文交换分组交换广域网的连接类型:专线连接电路交换连接分组交换连接第四章数据链路层分为两个子层:逻辑链路控制子层(LLC)和介质访问控制子层(MAC)。
不同的局域网在MAC子层和物理层可以采用不同的协议,而在LLC子层,必须采用相同的协议。
LLC子层与底层具体采用的传输介质、介质访问控制方法无关。
CSMA/CD协议:发前侦听,边听边发,碰撞停止,随机重发。
使用CSMA/CD协议的以太网不可能进行全双工通信,而只能采用半双工通信虚拟局域网(VLAN)建立在交换技术的基础上。
将局域网中的节点按工作性质与需要,划分为若干个“逻辑工作组”,则一个逻辑工作组就是一组虚拟网络。
一个VLAN对应一个子网,对应一个广播域,对应一个逻辑子网。
交换机有三种VTP模式:服务器模式,客户端模式,透明模式服务器模式:交换机可以添加、修改及删除VLAN的参数,影响整个VTP域客户端模式:交换机不可以添加、修改及删除VLAN的参数,只能学习服务器模式交换机对VTP的操作。
透明模式:交换机也可以添加、修改及删除VLAN的参数,但是不会对其他交换机转发。
802.11帧有三种类型:控制帧、数据帧、管理帧第五章:可以利用网关和路由器把两个或两个以上的网络连接成一个更大的网络路由器在网络层工作A 0 8 0.0.0.0B 10 16 128.0.0.0C 110 24 192.0.0.0D 1110 224.0.0.0E 11110 250.0.0.0Ip类固定网络号网络号位数最小ipIpv4数据报由首部和数据两部分组成。
版本4首部长度4服务类型8总长度16标识16(mf=1 后面还有分片;mf=0无分片了;df=0才允许分片)片偏移13生存时间8协议8首部检验和8原地址4目的地址4可选字段填充(32位的整数倍)路由器构成:路由选择部分和分组转发部分第六章只有在主机中才存在传输层,路由器中是没有传输层的传输层工作的协议有三个:用户数据报协议UDP流控制传输协议SCTP传输控制协议TCP TCP和SCTP面向连接的传输层协议,UDP面向无连接的传输协议UDP的特点:1.udp是无连接的,即udp传送数据前并不与对方建立连接2.Udp不对收到的数据排序3.Udp对接收到的数据报不发送确认信息4.Udp传送数据较tcp系统开销少5.Udp协议在收到分组时没有流量控制机制1.TCP是一种面向连接的,可靠的协议。
2.TCP支持流传输3.TCP支持全双工服务4.TCP提供可靠的服务TCP流量控制方法是滑动窗口机制实验划分VLAN:给交换机创建VLAN,把连接电脑的端口做为access口加入到VLAN,把两个交换机连接的端口设置为trunk模式配置SVI实现不同VLAN之间的通信:(给三层交换机配置IP地址,给主机配置网关)在两个二层交换机和一个三层交换机上分别创建3个VLAN,在二层交换机上把端口分别划分到3个VLAN中。
把交换机互联的端口配置成trunk模式,在三层交换机上给VLAN配置IP 地址冗余备份:两个二层交换机和两个三层交换机上分别创建3个VLAN,在二层交换机上把端口分别划分到3个VLAN中。
把交换机互联的端口配置成trunk模式,分别在两个三层交换机上给VLAN配置IP 地址路由器配置:给路由器配置IP 地址,给三层交换机配置IP地址,并开启三层交换机的路由功能,给路由器配置RIP协议,学习路由表。
访问列表:给路由器定义标准ACL,应用ACL到接口,地址转换:定义内网接口和外网接口,定义内部本地地址范围,定义内部全局地址池,建立映射关系。
开放实验:需求一:在接入层采用二层交换机,并且要采取一定方式分隔广播域分析一:在接入层交换机上划分VLAN可以实现对广播域的分隔,划分业务部VLAN10、财务部VLAN20、综合部VLAN30,并分配接口。
需求二:核心交换机采用高性能的三层交换机,且采用双核心互为备份的形式,接入层交换机通过2条上行链路连接到2台核心交换机,由三层交换机实现VLAN之间的路由分析二:交换机之间的链路配置为trunk模式,三层交换机上采用SVI方式实现VLAN之间的路由需求三:接入交换机的access端口上实现对允许的连接数量的控制,以提高网络的安全性分析三:采用端口安全的方式实现需求四:三层交换机的配置路由接口,与RA 、RB之间实现全网互通分析四:三层交换机上配置路由接口,连接A办公地点的路由器RA,RA和RB分别配置接口IP 地址,在三层交换机的路由接口和RA以及RB的内网接口上启用RIP路由协议,实现全网互通需求五:在RB 上对内网到外网的访问进行一定控制,要求不允许财务部访问互联网,业务部只能访问WWW和FTP服务,而综合部只能访问WWW服务,其余访问不受控制分析五:通过ACL实现项目实施步骤:1.在核心交换机与接入交换机上分别创建相应的VLAN2.交换机之间建立trunk链路3.在接入交换机的access链路上实现端口安全4.配置三层交换机的VLAN间路由功能5.在三层交换机的路由端口RA、RB上配置接口IP 地址6.运用RIPV2路由协议配置企业内网的路由,在RB 上用静态路由实现企业内网到互联网的访问7.为了控制内网对互联网的访问在路由器上做访问控制具体实施步骤:1.在两个二层交换机上划分VLAN,在三层交换机上给VLAN 配置SVI地址,实现两个二层交换机和一个三层交换机之间的trunk链路2.给三层交换机和RA、RB相应的接口上配置IP地址3.网内使用RIP2协议学习路径4.RB对Internet的使用配置默认静态路由5.在RB上做访问控制列表。