网络工程学习笔记

第一章 概论

1.集成：把各个独立部分组合成具有全新功能的、高效和统一的整体的过程
2.计算机网络工程：使用系统集成的方法，根据建设计算机网络的目标和网络设计原则将计算机网络的技术、功能、子系统集成在一起，为信息系统构建网络平台、传输平台和基本的网络应用服务
——网络设计：网络建设能否成功的关键性环节

第二章 局域网技术

一、局域网参考模型

（一）IEEE 802

IEEE 802委员会专门研究和制订有关局域网的各种标准
值得记忆的一些分委员会

分委会 内容 802.3 以太网 802.11 无线局域网

（二）局域网相关技术

1.媒体访问控制技术

采用载波侦听多路访问/冲突检测协议，即CSMA/CD协议
①载波侦听多路访问②冲突检测

2.数据帧格式

数据帧是以太网在MAC层的基本传输单位
多种格式①Ethernet-II②Ethernet Raw③802.3/802.2④SNAP

3.曼切斯特编码技术

要求：需要将帧转换成数字信号发送到传输媒体上
最常用的是NRZ（不归零）编码：1表示高电平，0表示低电平（难以确定一位的开始和结束，特别是在连续多位相同的时候容易混淆）
曼切斯特编码：高到低为1，低到高为0

（三）相关硬件设施

1.10Mbps以太网的连接种类

①粗缆②细缆③非屏蔽双绞线（UTP）④屏蔽双绞线（STP）⑤光纤

2.集线器

局域网星形连接点
作用：①对信号进行整形和放大②延长网络距离③起到中继器的作用
5-4-3-2-1中继规则

3.网卡

网络适配器
功能：①提供与站点主机的接口电路②数据缓存器的管理③数据链路的控制和管理④编码和译码⑤网络信息收发

（四）100Mbps快速以太网

只是更换了传输介质，导致每个比特发送时间变短

1.自动协商和适应技术

解决10BASE-T和100BASE-TX等在编码方式和信号电平上互不兼容的问题
自动协商逻辑吧数据传输速率调节到所有站点都能支持的最快传输速率

---

类似的快速以太网不再写出

---

（五）帧扩展和帧突发技术

if最短帧长度保持64字节不变，则所允许的媒体长度将影响网络的实用

1.帧扩展技术

当发送的帧长度小于512B时，发送站在发送完帧后再继续发送载波扩充为，直到总长度达到512B（载波扩充位由非0非1的特殊符号组成）

2.帧突发技术

千兆以太网中的一个可选功能。
它允许站点在线路上连续发送多个帧而不放弃对线路的控制，但一个站点需要发送几个短帧时，该站点先按照CSMA/CD协议发送一个帧，该帧可能已附加了载波扩充位。一旦第一个帧发送成功，则具有帧突发功能的该站点就能够继续发送其他帧，直到帧突发长度的总长度达到1500B为止。

---

发送方在达到帧突发时间后，将让出传输媒体

---

这种技术可以提高千兆以太网的带宽利用率。

（六）以太网交换原理

由于受到CSMA/CD技术的制约，整个共享型以太网处于一个冲突域范围

1.网桥

工作在数据链路层，主要用于连接两个局域网，根据帧的目的MAC地址来转发数据帧，（透明网桥）
.
它的操作过程
侦听->记录相关信息->查缓冲区内信息（无则广播，有则转发，相同则丢弃）->转发

---

网桥和集线器的重要区别

---

2.生成树协议（STP, IEEE 802.1d）

解决LAN中：①产生重复数据帧②产生循环重复数据帧③产生广播风暴
等问题（主要是存在环导致的问题）
做法：在网络中标志出一条无环链路，作为工作链路，并临时关闭非工作链路中的网桥端口
——当网络中任何一条链路的状态发生变化时
网桥将根据生成树协议重新计算是否因为链路状态的改变而出现新的回路
——如果工作链路出现了故障导致帧不能通过
生成树协议将重新计算出一条新的无环链路，并打开临时关闭的网桥端口

---

RSTP,IEEE 802.1w
快速生成树协议，特点是快（不超过1秒，传统STP需要50秒左右）

---

3.交换机

工作原理是网桥，属于数据链路层的设备
维护一个端口地址表
交换方式①静态（MAC地址绑定）②动态：a.存储转发交换b.直通交换c.无碎片交换
重要特性
①MAC地址表大小
②端口的自适应能力
③模块热插拔

（七）虚拟局域网技术

利用交换机对帧传输的控制能力，在网络的物理拓扑结构基础上建立多个逻辑网络
VLAN的划分可以突破物理位置的限制，依据网络的功能和应用等因素来进行
一个VLAN可以被看作一个广播域，VLAN内的站点间可以直接进行通信，而不同VLAN内的站点则需要借助路由器进行通信

优点

隔离网络广播风暴，增强网络安全性，简化了网络管理和维护，提高网络性能

（八）无线局域网技术（IEEE802.11）

主要部件：①工作站（STA）②接入点（AP）③分发系统（DS）④无线介质（WM）

1.RTS/CTS机制

发送站发送RTS包给目的站点表明“我想发数据给你”，目的站点如果空闲，则广播CTS包，表明“我已准备就绪”，发送站点接收到后进行数据传输，其他站点则等待