《全国计算机等级考试》四级-网络工程师知识要点(共15页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上全国计算机等级考试四级网络工程师第一章:网络系统统结构与设计的基本原则1.1.1 计算机网络的分类一、局域网的分类:(1)计算机网络按地理范围划分为局域网,城域网,广域网;(2)局域网按介质访问控制方法角度分为共享介质式局域网和交换式局域网;(3)局域网按传输介质类型角度分为有线介质局域网和无线介质;二、局域网:用于将有限范围内的各种计算机、终端与外部设备互联成网。三、局域网的技术特点:(1)局域网覆盖有限的地理范围。(2)局域网提供高数据传输速率 10mbps-10gbps,低误码率的高质量传输环境。 (3)局域网一般属于一个单位所有,易于建立、维护与扩展。1.1.
2、2 计算机网络结构的特点一、局域网早期的计算机网络主要是广域网,广域网在结构上分为:负责数据处理的主计算机与终端;负责数据处理和通信处理的通信控制处理设备与通信电路。二、计算机网络从逻辑功能上分为资源子网和通信子网。资源子网(由计算机系统、终端、终端控制器、连网外部设备、各种软件与信息资源等组成;负责全网数据处理业务,负责向网络用户提供各种网络资源与网络服务。 通信子网(由通信处理控制机即网络节点,通信线路及其他通信设备组成):完成网络数据传输,转发等通信处理任务。三、网络网络接入方式:局域网,无线局域网,无线城域网,电话交换网,有线电视网。1.1.3 广域网技术的发展一、广域网是一种公共数据
3、网络,广域网投资大管理困难,由电信运营商组建维护,二、广域网技术主要研究的是远距离、宽带、高服务质量的核心交换技术。用户接入技术由城域网承担。三、广域网典型网络类型和技术:公共电话交换网PSTN,综合业务数字网ISDN,数字数据网DDN,x.25 分组交换网,帧中继网,异步传输网,GE千兆以太网和10GE光以太网。四、计算机网络研究人员把研究的重点放在物理层接口标准、数据链路层协议与网络层IP协议上。1.1.4 局域网技术的发展一、交换局域网的核心设备是局域网交换机。二、以太网技术发展的三个方向:(1)提高以太网数据传输速率,以太网的帧结构基本不变。(2)将一个大型局域网划分成多个用网桥、路由
4、器互联的网络,导致局域网互联技术的发展。(3)将共享介质方式改为交换方式,导致了交换式局域网技术的发展。三、交换机的出现导致出现共享式局域网和交换式局域网,在交换式局域网的基础上,出现虚拟局域网。1.1.5 城域网技术的发展一、城域网概念:网络运营商在城市范围内提供各种信息服务的所有网络,它是以宽带光传输网络为开放平台,以 TCPIP 协议为基础,通过各种网络互联设备、实现语音、数据、图像、多媒体视频、IP电话、IP接入与智能业务,并与广域计算机网络、广播电视网、电话交换网互联互通的本地综合业务网络。二、密集波分复用技术的推广导致广域网主干线路带宽扩展。1.21 宽带城域网的结构一、城域网分为
5、:核心交换层(高速数据交换),边缘汇聚层(路由与流量汇聚),用户接入层(用户接入和本地流量控制。二、层次结构优点:层次定位清楚,接口开放,标准规范,便于组建管理。三、核心层基本功能:(设计重点:可靠性,可扩展性,开放性) 连接汇聚层,为其提供高速分组转发,提供高速安全 QoS 保障的传输环境; 实现主干网络互联,提供城市的宽带 IP 数据出口;提供用户访问 INTERNET 需要的路由服务; 四、汇聚层基本功能: 汇聚接入层用户流量,数据分组传输的汇聚,转发与交换;本地路由过滤流量均衡,QoS 优先管理,安全控制,IP 地址转换,流量整形; 把流量转发到核心层或本地路由处理;五、接入层的基本功
6、能:解决“最后一公里”问题。通过各种接入技术,连接最终用户,为它所覆盖范围内的用户提供访问Internet以及其他信息服务。六、城域网设计的重要出发点是:在降低网络造价的前提下,系统能够满足当前数据交换量、接入用户数与业务类型的要求,并具有可扩展的能力。1.2.2 宽带城域网组建的根本原则一、组建运营宽带城域网原则:可运营性,可管理性,可盈利性,可扩展性。 管理和运营宽带城域网关键技术:带宽管理,服务质量 QoS,网络管理,用户管理,多业务接入,统计与计费,IP 地址分配与地址转换,网络安全宽带城域网在组建方案中一定要按照电信级运营要求(考虑设备冗余,线路冗余以及系统故障的快速诊断与自我恢复)
7、服务质量 QoS 技术:资源预留,区分服务,多协议标记转换管理带宽城域网 3 种基本方案:带内网络管理,带外网络管理,同时使用带内带外网络管理 带内:利用传统电信网络进行网络管理,利用数据通信网或公共交换电话网拨号,对网络设备进行数据配置。带外:利用 IP 网络及协议进行网络管理,利用网络管理协议建立网络管理系统。 对汇聚层及其以上设备采用带外管理,汇聚层一下采用带内管理宽带城域网要求的管理能力表现在电信级的接入管理,业务管理,网络安全 网络安全技术方面需要解决物理安全,网络安全和信息安全。 宽带城域网基本技术与方案(SDH 城域网方案;10GE 城域网方案,基于 ATM 城域网方案)光以太网
8、由多种实现形式,最重要的有 10GE 技术和弹性分组环技术 弹性分组环(RPR):直接在光纤上高效传输 IP 分组的传输技术 标准:IEEE802.17目前城域网主要拓扑结构:环形结构;核心层有 310 个结点的城域网使用环形结构可以简化光纤配置功能:简化光纤配置;解决网络保护机制与带宽共享问题;提供点到多点业务弹性分组环采用双环结构;RPR 结点最大长度 100km,顺时针为外环,逆时针为内环RPR 技术特点:(带宽利用率高;公平性好;快速保护和恢复能力强;保证服务 质量)用户接入网主要有三类:计算机网络,电信通信网,广播电视网接入网接入方式主要为五类:地面有线通信系统,无线通信和移动通信网
9、,卫星通信网,有线电视网和地面广播电视网 三网融合:计算机网络,电信通信网,电视通信网 用户接入角度:接入技术(有线和无线),接入方式(家庭接入,校园接入,机关与企业人)目前宽带接入技术: 数字用户线 XDSL 技术光纤同轴电缆混合网 HFC 技术光纤接入技术,无线接入技术,局域网技术无线接入分为无线局域网接入,无线城域网接入,无线 Ad hoc 接入 局域网标准:802.3 无线局域网接入:802.11无线城域网:802.16数字用户线 XDSL 又叫 数字用户环路 ,基于电话铜双绞线高速传输技术 技术分类:ADSL 非对称数字用户线速率不对称1.5mbps/64kbps-5.5kmRADS
10、L 速率自适应数字用户线 速率不对称1.5mbps/64kbps-5.5kmHDSL 高比特率数字用户线速率对称 1.544mbps(没有距离影响)VDSL 甚高比特率数字用户线 速率不对 51mbps/64kbps(没有影响)光纤同轴混合网 HFC 是新一代有线电视网 电话拨号上网速度 33.6kbps56.6kbps 有线电视接入宽带,数据传输速率 10mbps36mbps电缆调制解调器 Cable modem 专门为利用有线电视网进行数据传输而设计 上行信道:200kbps-10mbps下行信道: 36mbps 类型:传输方式(双向对称传输和非对称式传输)数据传输方向(单向,双向) 同步
11、方式(同步和异步交换)接入角度(个人 modem 和宽带多用户 modem) 接口角度(外置式,内置式和交互式机顶盒)无源光网络技术(APON)优点 系统稳定可靠 可以适应不同带宽,传输质量的要求与 CATV 相比,每个用户可占用独立带宽不会发生拥塞 接入距离可达 20km30km802.11b 定义直序扩频技术,速率为 1mbps 2mbps 5.5mbps 11mbps 802.11a 提高到 54mbps第二章 :网络系统总体规划与设计方法网络运行环境主要包括机房和电源 机房是放置核心路由器,交换机,服务器等核心设备 UPS 系统供电:稳压,备用电源,供电电压智能管理网络操作系统:NT,
12、2000,NETWARE,UNIX,LINUX网络应用软件开发与运行环境:网络数据库管理系统与网络软件开发工具 网络数据库管理系统:Oracle,Sybase,SOL,DB2 网络应用系统:电子商务系统,电子政务系统,远程教育系统,企业管理系统, 校园信息服务系统,部门财务管理系统网络需求调研和系统设计基本原则:共 5 点制定项目建设任务书后,确定网络信息系统建设任务后,项目承担单位首要任务是网络用户调查和网络工程需求分析 需求分析是设计建设与运行网络系统的关键 网络结点地理位置分布情况:(用户数量及分布的位置;建筑物内部结构情况调查;建筑物群情况调查) 网络需求详细分析:(网络总体需求设计;
13、结构化布线需求设计;网络可用性与 可靠性分析;网络安全性需求分析;网络工程造价分析)结点 2-250可不设计接入层和汇聚层 结点 100-500 可不设计接入层结点 250-5000 一般需要 3 层结构设计 核心层网络一般承担整个网络流量的 40%-60%标准 GE 10GE 层次之间上联带宽:下联带宽一般控制在 1:2010 个交换机,每个有 24 个接口,接口标准是 10/100mbps:那么上联带宽是24*100*10/20 大概是 2gbps 高端路由器(背板大于 40gbps)高端核心路由器:支持 mpls 中端路由器(背板小于 40gbps) 企业级路由器支持 IPX,VINES
14、,QoS VPN 低端路由器(背板小于 40gbps)支持 ADSL PPP 路由器关键技术指标:1:吞吐量(包转发能力)2:背板能力(决定吞吐量)背板:router 输入端和输出端的物理通道 传统路由采用共享背板结构,高性能路由采用交换式结构3:丢包率(衡量 router 超负荷工作性能)4:延时与延时抖动(第一个比特进入路由到该帧最后一个离开路由的时间) 高速路由要求 1518B 的 IP 包,延时小于 1ms5:突发处理能力6:路由表容量(INTERNET 要求执行 BGP 协议的路由要存储十万路由表项,高 速路由应至少支持 25 万)7:服务质量 8:网管能力9:可靠性与可用性路由器冗
15、余:接口冗余,电源冗余,系统板冗余,时钟板冗余,整机设备冗余 热拨插是为了保证路由器的可用性高端路由可靠性:(1) 无故障连续工作时间大于 10 万小时(2) 系统故障恢复时间小于 30 分钟(3) 主备切换时间小于 50 毫秒(4) SDH 和 ATM 接口自动保护切换时间小于 50 毫秒(5) 部件有热拔插备份,线路备份,远程测试诊断(6) 路由系统内不存在单故障点交换机分类:从技术类型(10mbps Ethernet 交换机;fast Ethernet 交换机;1gbps 的 GE 交换机)从内部结构(固定端口交换机;模块化交换机又叫机架式交换 机)500 个结点以上选取企业级交换机30
16、0 个结点以下选取部门级交换机100 个结点以下选取工作组级交换机 交换机技术指标:(1) 背板带宽(输入端和输出端得物理通道)(2) 全双工端口带宽(计算:端口数*端口速率*2)(3) 帧转发速率(4) 机箱式交换机的扩张能力(5) 支持 VLAN 能力(基于 MAC 地址,端口,IP 划分) 缓冲区协调不同端口之间的速率匹配网络服务器类型(文件服务器;数据库服务器;Internet 通用服务器;应用服务 器)虚拟盘体分为(专用盘体,公用盘体与共享盘体)共享硬盘服务系统缺点:dos 命令建立目录;自己维护;不方便系统效率低,安 全性差客户/服务器 工作模式采用两层结构:第一层在客户结点计算机
17、 第二层在数据 库服务器上Internet 通用服务器包括(DNS 服务器,E-mail 服务器,FTP 服务器,WWW 服 务器,远程通信服务器,代理服务器)基于复杂指令集 CISC 处理器的 Intel 结构的服务器: 优点:通用性好,配置简单,性能价格比高,第三方软件支持丰富,系统维护方 便 缺点:CPU 处理能力与系统 I/O 能力较差(不适合作为高并发应用和大型服 务器)基于精简指令集 RISC 结构处理器的服务器与相应 PC 机比:CPU 处理能力提高50%-75%(大型,中型计算机和超级服务器都采用 RISC 结构处理器,操作系统 采用 UNIX)因此采用 RISC 结构处理器的
18、服务器称 UNIX 服务器按网络应用规模划分网络服务器(1) 基础级服务器 1 个 CPU(2) 工作组服务器 1-2 个 CPU(3) 部门级服务器 2-4 个 CPU(4) 企业级服务器 4-8 个 CPU服务器采用相关技术(1) 对称多处理技术 SMP (多 CPU 服务器的负荷均衡)(2) 集群 Cluster(把一组计算机组成共享数据存储空间)(3) 非一致内存访问(NUMA)(结合 SMP Cluster 用于多达 64 个或更多 CPU的服务器)(4) 高性能存储与智能 I/O 技术(取决存取 I/O 速度和磁盘容量)(5) 服务处理器与 INTEL 服务器控制技术(6) 应急管
19、理端口(7) 热拨插技术 网络服务器性能(1) 运算处理能力CPU 内核:执行指令和处理数据一级缓存:为 CPU 直接提供计算机所需要的指令与数据 二级缓存:用于存储控制器,存储器,缓存检索表数据 后端总线:连接 CPU 内核和二级缓存前端总线:互联 CPU 与主机芯片组CPU50%定律:cpu1 比 cpu2 服务器性能提高(M2-M1)/M1*50% M 为主频(2) 磁盘存储能力(磁盘性能参数:主轴转速;内部传输率,单碟容量,平均 巡道时间;缓存)(3) 系统高可用性99.9%-每年停机时间小于等于 8.8 小时 99.99%-每年停机时间小于等于 53 分钟99.999%- 每年停机时
20、间小于等于5 分钟服务器选型的基本原则(1) 根据不同的应用特点选择服务器(2) 根据不同的行业特点选择服务器(3) 根据不同的需求选择服务器的配置网路攻击两种类型:服务攻击和非服务攻击从黑客攻击手段上看分为 8 类:系统入侵类攻击;缓冲区溢出攻击,欺骗类 攻击,拒绝服务类攻击,防火墙攻击,病毒类攻击,木马程序攻击,后门攻击 非服务攻击针对网络层等低层协议进行网络防攻击研究主要解决的问题:(1) 网络可能遭到哪些人的攻击(2) 攻击类型与手段可能有哪些(3) 如何及时检测并报告网络被攻击(4) 如何采取相应的网络安全策略与网络安全防护体系 网络协议的漏洞是当今 Internet 面临的一个严重
21、的安全问题信息传输安全过程的安全威胁(截取信息;窃听信息;篡改信息;伪造信息) 解决来自网络内部的不安全因素必须从技术和管理两个方面入手病毒基本类型划分为 6 种:引导型病毒;可执行文件病毒;宏病毒;混合病毒, 特洛伊木马病毒;Iternet 语言病毒 网络系统安全必须包括 3 个机制:安全防护机制,安全检测机制,安全恢复机制 网络系统安全设计原则:(1) 全局考虑原则(2) 整体设计的原则(3) 有效性与实用性的原则(4) 等级性原则(5) 自主性与可控性原则(6) 安全有价原则第三章: IP 地址规划设计技术无类域间路由技术需要在提高 IP 地址利用率和减少主干路由器负荷两个方面取得平衡网
22、络地址转换 NAT 最主要的应用是专用网,虚拟专用网,以及 ISP 为拨号用户 提供的服务NAT 更用应用于 ISP,以节约 IP 地址A 类地址:1.0.0.0-127.255.255.255 可用地址 125 个 网络号 7 位B 类地址:128.0.0.0-191.255.255.255 网络号 14 位C 类地址:192.0.0.0-223.255.255.255 网络号 21 位允许分配主机号 254 个D 类地址:224.0.0.0-239.255.255.255 组播地址E 类地址:240.0.0.0-247.255.255.255 保留直接广播地址:受限广播地址:255.255
23、.255.255网络上特定主机地址: 回送地址:专用地址全局 IP 地址是需要申请的,专用 IP 地址是不需申请的 专用地址:10; 172.16- 172.31 ;192.168.0-192.168.255NAT 方法的局限性(1) 违反 IP 地址结构模型的设计原则(2) 使得 IP 协议从面向无连接变成了面向连接(3) 违反了基本的网络分层结构模型的设计原则(4) 有些应用将 IP 插入正文内容(5) Nat 同时存在对高层协议和安全性的影响问题IP 地址规划基本步骤(1) 判断用户对网络与主机数的需求(2) 计算满足用户需求的基本网络地址结构(3) 计算地址掩码(4) 计算网络地址(5
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