计算机网络四级重点.docx

计算机网络四级重点.docx

《计算机网络四级重点.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《计算机网络四级重点.docx（18页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

计算机网络四级重点

网络系统统结构与设计的基本原则

计算机网络按地理范围划分为局域网，城域网，广域网

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

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

局域网按传输介质类型角度分为有线介质局域网和无线通信信道的无线介质局域网

早期的计算机网络主要是广域网，分为主计算机与终端（负责数据处理）和通信处理设备与通信电路（负责数据通信处理）

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（计算机系统，终端，外网设备以及软件信息资源）

负责全网数据处理业务，提供网络资源与服务

通信子网（通信处理控制机—即网络节点，通信线路及其他通信设备）

网络数据传输，转发等通信处理任务

网络接入（局域网，无线局域网，无线城域网，电话交换网，有线电视网）

广域网投资大管理困难，由电信运营商组建维护

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。

广域网典型网络类型和技术（公共电话交换网，综合业务数字网，数字数据网，x.25分组交换网，帧中继网，异步传输网，以太网）

交换局域网的核心设备是局域网交换机

城域网概念：

网络运营商在城市范围内提供各种信息服务，以宽带光传输网络为开放平台，以TCPIP协议为基础

密集波分复用技术的推广导致广域网主干线路带宽扩展

城域网分为核心交换层（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）

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

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；

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；

设计初期只需要采用核心层与汇聚层

城域网设计重要出发点：

在降低网络造价的前提下，系统能够满足当前的数据交换量，接入的用户数与业务类型的要求，并具有可扩展能力。

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

南京信息工程大学滨江学院系统工程07级赵汗青编辑2

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）

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~~，同时使用带内带外~~

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）

光以太网由多种实现形式，最重要的有10GE技术和弹性分组环技术

同样规模城域网，光以太网造价是SONET的1/5是ATM的1/10

IEEE已经对10mbps100mbps1gbps到10gbps以太网技术标准化啦。

100gbps的以太网技术标准正在研究

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3—10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这点与FDDI结构相同

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，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Adhoc接入

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33.6kbps—56.6kbps

有线电视接入宽带，数据传输速率10mbps—36mbps

电缆调制解调器Cablemodem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20km—30km

802.11b定义直序扩频技术，速率为1mbps2mbps5.5mbps11mbps

802.11a提高到54mbps

南京信息工程大学滨江学院系统工程07级赵汗青编辑4

中小型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,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

（其中考点4：

大型网络系统的建设需要聘请专业的监理公司对项目进行监理）

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；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GE10GE

层次之间上联带宽：

下联带宽一般控制在1：

20

（10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，QoSVPN

低端路由器（背板小于40gbps）支持ADSLPPP

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1ms

5：

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（10mbpsEthernet交换机；fastEthernet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）

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）

校园网或企业网要配置一台主机来安装DNS服务器和E-mail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PCPCPCPC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结构处理器的服务器称UNIX服务器按网络应用规模划分网络服务器

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%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面临的一个严重的安全问题

黑客攻击手段和方法一般分为主动攻击和被动攻击

网络信息安全包括信息存储安全与信息传输安全

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

灰色软件包括：

间谍程序，广告程序。

后门程序，下载程序，植入程序

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

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

直接广播地址：

受限广播地址：

255.255.255.255

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;192.168.0-192.168.255

NAT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）计算网络广播地址

（6）计算机网络的主机地址

CIDR地址的一个重要的特点：

地址聚合和路由聚合能力

规划内部网络地址系统的基本原则

（1）简洁

（2）便于系统的扩展与管理

（3）有效的路由

IPv6地址分为单播地址；组播地址；多播地址；特殊地址

128位每16位一段

000f可简写为f后面的0不能省

：

：

只能出现一次

Ipv6不支持子网掩码，它只支持前缀长度表示法

路由设计基础

默认路由成为第一跳路由或缺省路由

发送主机的默认路由器又叫做源路由器，目的主机所连接的路由叫做目的路由

路由选择算法参数

跳数

带宽（指链路的传输速率）

延时（源结点到目的结点所花费时间）

负载（单位时间通过线路或路由的通信量）

可靠性（传输过程的误码率）

开销（传输耗费）与链路带宽有关

路由选择的核心：

路由选择算法

算法特点：

（1）算法必须是正确，稳定和公平的

（2）算法应该尽量简单

（3）算法必须能够适应网络拓扑和通信量的变化

（4）算法应该是最佳的

路由选择算法分类:

:

:

:

静态路由选择算法（非适应路由选择算法）特点：

简单开销小，但不能及时适应网络状态的变化

动态路由选择算法（自适应路由选择算法）特点：

较好适应网络状态的变化，但实现复杂，开销大

一个自治系统最重要的特点就是它有权决定在本系统内应采取何种路由选择协议

路由选择协议：

内部网关协议IGP（包括路由信息协议RIP，开放最短路径优先协议OSPF）；外部网关协议EGP（主要是BGP）

RIP是内部网关协议使用得最广泛的一种协议；特点：

协议简单，适合小的自治系统，跳数小于15

区域好处：

洪泛法局限在区域，区域内部路由只知道内部全网拓扑，却不知道其他区域拓扑主干区域内部的路由器叫主干路由器（包括区域边界路由和自治系统边界路由）

BGP路由选择协议的四种分组

打开分组；更新分组（是核心）；保活分组；通知分组；

局域网技术

交换机采用采用两种转发方式技术：

快捷交换方式和存储转发交换方式

虚拟局域网VLA组网定义方法：

（交换机端口号定义；MAC地址定义；网络层地址定义；基于IP广播组）

综合布线特点：

（兼容性；开放性；灵活性；可靠性；先进性；经济性）

综合布线系统组成：

（工作区子系统；水平子系统；干线子系统；设备间子系统；管理子系统；建筑物群子系统）

支持全双工模式的快速以太网的拓扑构型一定是星形

自动协商功能是为链路两端的设备选择10/100mbps与半双工/全双工模式中共有的高性能工作模式，并在链路本地设备与远端设备之间激活链路

自动协商功能只能用于使用双绞线的以太网，并且规定过程需要500ms内完成中继器工作在物理层，不涉及帧结构，中继器不属于网络互联设备

10-BASE-5协议中，规定最多可以使用4个中继器，连接3个缆段，网络中两个结点的最大距离为2800m

集线器特点：

（1）以太网是典型的总线型结构

（2）工作在物理层执行CSMA/CD介质访问控制方法

（3）多端口

网桥在数据链路层完成数据帧接受，转发与地址过滤功能，实现多个局域网的数据交换

透明网桥IEEE802.1D特点：

（1）每个网桥自己进行路由选择，局域网各结点不负责路由选择，网桥对互联局域网各结点是透明

（2）一般用于两个MAC层协议相同的网段之间的互联

透明网桥使用了生成树算法

评价网桥性能参数主要是：

帧过滤速率，帧转发速率

按照国际标准，综合布线采用的主要连接部件分为建筑物群配线架（CD）;大楼主配线架（BD）；楼层配线架（FD），转接点（TP）和通信引出端（TO）TO到FD之间的水平线缆最大长度不应超过90m

设备间室温应保持在10度到27度相对湿度保持在30%-80%

局域网交换机基本功能：

（1）建立和维护一个表示MAC地址与交换机端口对应关系的交换表

（2）发送结点和接收结点之间建立一条虚连接

（3）完成数据帧的转发或过滤

显示交换机命令：

大中型交换机：

showcamdunamic

小型交换机：

showmac-address-table

交换机的交换结构

（1）软件执行交换结构（把数据帧由串行代码转换成并行代码）特点：

交换速度慢，交换机堆叠困难，交换机端口较多导致性能下降

（2）矩阵交换结构（完全由硬件完成，由输入，输出，交换矩阵和控制处理）

特点：

交换速度快，延时小，结构紧凑，矩阵交换实现相对简单，不易扩展，不利于管理

（3）总线交换结构（时分多路复用技术）特点：

性能好，便于堆叠扩展，易实现帧广播和监控管理，易实现多个输入对一个输出的帧传送的特点。

应用广泛

（4）共享存储器交换结构（无背板）特点：

结构简单，易实现

适合小交换机采用

交换机有静态交换和动态交换两种方式，动态交换模式有存储转发和直通，直通交换模式又有快速转发交换和碎片丢弃交换

总结说有3模式：

快速转发（通常也称直通交换模式，不提供检错纠错，适合小型交换机采用）碎片丢失（又称无分段模式，提前过滤冲突碎片，提高宽带利用率）存储转发（延时大，速度慢，可靠性高，可检错纠错，最为广泛应用）

路由器：

Internet就是用路由器加专线的方法连接了成千上万个网络而构成的

路由选择的核心就是确定下一跳路由器的IP地址

路由表是路由选择的核心

路由表主要内容：

目的网络地址，下一跳路由器地址和目的端口等信息，缺省路由信息

分组转发通常称分组交换

缺省路由又称缺省网关，一般路由器的缺省网关是指向连往Internet出口的路由器

几种路由协议管理距离：

直接连接：

0静态路由：

1外部BGP：

20内部EIGRP：

90IGRP：

100

OSPF：

110RIP:

120外部EIGRP：

170内部BGP：

200未知：

255

路由器的结构：

中央处理器CPU;内存MENORY；存储器Storage；接口：

内存:

RAM相当于计算机的内存配置路由器的设置默认是RAM

NVRAM相当于硬盘存放startup-config32kb-128kb

ROM相当于计算机的BIOS,不能删除存放BootstarpPOST微型IOS

Flash存放IOS

路由器工作模式（用户模式；特权模式；设置模式；全局配置模式；其他配置模式；RXBOOT模式

无线局域网设备安装与调试

常用无线标准：

蓝牙标准，Hiperlan标准，IEEE802.11标准

蓝牙软件结构标准包括核心和应用协议栈两个部分

HiperLAN欧洲应用无线标准之一主要技术特点：

高速数据传输；面向连接；qos；自动频率分配；安全性；移动性；网络与应用无关；省电

802.11b是使用最广泛的标准

802.11b分为两种运作模式（点对点模式；基本模式）

802.11b典型解决方案（对等解决方案；单接入点~；多接入点~；无线中继~；无线冗余~；多蜂窝漫游工作方式）

无线局域网设计（初步调查；对现有环境进行分析；制定初步设计；确定详细设计；执行和实施设计；整理文档）

无线接入点也称无线AP一般可以连接30台

南京信息工程大学滨江学院系统工程07级赵汗青编辑24

网络安全与管理技术

网络安全基本要素（保密性；完整性；可用性；可鉴别性；不可否认性）

信息泄露与篡改（截获信息；窃听信息；篡改信息；伪造信息）

网络攻击（服务攻击与非服务攻击）

服务攻击：

指对网络提供各种服务的服务器发起攻击，造成网络拒绝服务，表现在消耗带宽，消耗计算资源，使系统和应用崩溃

SYN攻击时一种典型的拒绝服务攻击

非服务攻击：

不针对某项应用服务，而是针对网络层等低协议进行的

源路由攻击和地址欺骗都属于这一类

非服务攻击更为隐蔽，是种更为危险的攻击手段

非授权访问以及网络病毒

目前70%的病毒发生在网络上

设计一个网络安全方案时需要完成四个基本任务

（1）设计一个算法，执行安全相关的转换

（2）生成该算法的秘密信息（如密匙）

（3）研制秘密信息的分发与共享的方法

（4）设定两个责任者使用的协议，利用算法和秘密信息取得安全服务

P2DR安全模型

包括：

策略防护检测响应

数据备份：

完全备份：

恢复速度最快空间使用最多备份速度最慢

增量备份：

恢复速度最慢空间使用最少备份速度最快、

差异备份：

中间性能

冷备份：

又叫离线备份恢复时间长投资少

热备份又称在线备份很大的问题是数据的有效性和完整性

加密技术：

密码学包括密码编码学与密码分析学

密码体制是密码学研究的主