网络工程与组网技术-复习总结(上).ppt
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网络工程与组网技术-复习总结(上).ppt
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网络工程与组网技术复习总结(上),曲海平,1,一网络工程概述,网络工程的定义特点网络工程的过程模型网络工程的层次模型,2,计算机网络的分类,从网络覆盖范围来分类,可以分为局域网、城域网和广域网。
按照使用方式可以把计算机网络划分为校园网(CampusNetwork)和企业网(EnterpriseNetwork),按照网络服务的范围可以把网络分为公用网和专用网。
按照网络提供的服务可以把网络分为通信网和信息网。
3,4,网络工程相关定义,定义:
网络工程(NetworkingEngineering)是根据用户单位的需求和具体情况,结合现代网络技术的发展水平和产品化程度,经过充分的需求分析和市场调研,从而确定网络建设方案,依据方案的步骤有计划地实施网络建设和后期的技术支持活动。
一般认为,计算机网络工程是为达到一定的目标,根据相关的规范,通过详细地规划、设计,按照可行的方案,将计算机网络的技术、系统、管理和应用高效地集成到一起的工程。
简单地说,计算机网络工程就是组建计算机网络的工作,凡与组建计算机网络有关的事情都可以归纳在计算机网络工程中。
5,网络工程的含义及特点,工程要有详细的规划,规划一般分为不同的层次,有的比较概括(如总体规划),有的非常具体(如实施方案)。
这要求总体设计人员要熟练掌握网络规划与设计的步骤、要点、流程、案例、技术设备选型以及发展方向。
工程要有规范的实施依据,例如国际标准、国家标准、军队标准、行业标准或是地方标准。
工程要有完备的技术文档,例如可行性论证报告、总体技术方案、总体设计方案、实施方案以及各子系统(模块)相关文档。
6,网络工程相关定义,网络工程一般分为网络规划阶段、需求分析阶段、网络设计和实施阶段、网络系统测试阶段和运行维护阶段。
网络工程的实质是把工程化的技术和方法应用在设计和组建我们的计算机网络中。
7,网络工程的过程模型,一般来说,与网络工程有关的工作可以分为三个阶段:
定义阶段、开发阶段和支持阶段。
问题定义阶段主要解决“做什么”。
技术开发阶段也就是设计阶段,其主要解决“如何做”。
支持阶段主要解决“做得如何”。
8,“做什么”,定义阶段,包括网络规划阶段和需求分析阶段。
即在定义过程中,网络系统的设计者试图弄清楚网络系统要支持的业务类型,它要完成的功能和达到的性能,希望有什么样的系统行为,有什么样的约束,以及确认一个系统成功的标志是什么。
这个阶段实际上要做的工作就是完成需求分析文档。
需求分析需要与用户深入交流,需要详细记录用户的需求信息。
9,“如何做”,开发阶段,包括网络设计和实施阶段。
即在开发过程过程中,网络设计者根据需求分析文档建立一个逻辑模型。
系统的逻辑模型允许用户、设计者和实现者看到整个系统是如何工作的,为大家提供参照物。
设计有三个共同的任务:
即确定网络拓扑结构,规划网络地址,选择适当的路由协议。
接着,是为所设计的逻辑网络选择具体技术和设备。
其中包括结构化布线系统、机房和电源的考虑,为局域网或园区网选择路由(交换)技术和设备以及包括网络管理和网络安全的设计等。
10,“做得如何”,支持阶段,包括网络系统测试阶段和运行维护阶段。
网络实现后,要测试网络的性能。
如果测试结果表明存在性能问题,则要进一步更新设计。
随着网络的使用,还需要为用户提出升级网络的方案供用户参考。
11,网络拓扑的分层设计,1网络分层设计模型的基本结构,12,网络分层设计模型,1网络分层设计模型的基本结构分层模型的每一层都有特定的作用。
核心层主要高速处理数据流,提供节点与节点之间的高速数据转发,优化传输链路,并实现安全通信。
分布层(汇聚层)主要提供基于策略的网络连接,负责路由聚合,收敛数据流量,将网络服务连接到接入层。
接入层为用户提供网络访问功能,并负责将网络流量馈入到汇聚层,执行用户认证和访问控制,并提供相关网络服务。
13,网络分层设计模型,2接入层设计接入层主要为最终用户提供访问网络的能力。
接入层负责将用户终端连接到网络中,提供最靠近用户的服务。
接入层在网络工程中面临很多困难。
接入层是网络的基础平台,在网络设计中应当注意以下问题。
适度超前。
分期实施。
简化设计。
安全隔离。
14,网络分层设计模型,3汇聚层设计汇聚层的主要功能是汇聚网络流量,屏蔽接入层变化对核心层的影响。
汇聚层是核心层与接入层的分接口,在局域网环境中,汇聚层包括以下功能。
链路聚合。
流量聚合。
路由聚合。
主干带宽管理。
信号中继。
VLAN路由。
隔离变化。
15,网络分层设计模型,4核心层设计核心层的主要功能是实现数据包高速交换。
核心层是所有流量的最终汇聚点和处理点,从网络工程设计来看,它的结构相对简单,但是对核心层设备的性能要求十分严格。
16,网络站点的设计,端站点:
包括工作站、服务器、终端设备,他们构成了网络的资源子网,提供用户可以共享的应用资源。
可采用以太网、光纤、ATM等各种模式,根据具体需求确定。
中继站点:
包括中继器、集线器、网桥、路由器、访问服务器,主要涉及网络模型的下三层。
注意:
中继站点的传输速率要明显高于端站点。
二组网技术概述,计算机网络基础IP地址局域网基础局域网组建广域网,17,计算机网络定义,网络协议观点(常用的计算机网络定义):
计算机网络是用通信线路将分散在不同地点并具有独立功能的多台计算机系统互相连接,按照网络协议进行数据通信,实现资源共享的系统。
至少有两个具有独立操作系统的计算机,且它们之间有相互共享某种资源的需求。
两个独立的计算机之间必须用某种通信手段将其连接。
网络中的各个独立的计算机之间要能相互通信,必须制定相互可确认的规范标准或协议。
18,分组交换网,分组交换(packetswitching)也称为包交换,它是现代计算机网的技术基础。
分组交换技术的3个重要的概念:
分组:
将报文分割成若干个大小相等的数据段,在每一个数据段前面加上一些必要的控制信息组成的首部(header:
如目的地址、源地址等),就构成了一个分组(Packet)。
又称之为包。
路由选择存储转发,19,存储转发,结点交换机处理分组的过程是:
把收到的分组先放入缓存(暂时存储);查找转发表,找出到某个目的地址应从哪个端口转发;把分组送到适当的端口转发出去。
20,计算机网络的组成,图1.5计算机网络组成,为了便于分析,按照数据通信和数据处理的功能,一般从逻辑上将网络分为通信子网和资源子网两个部分。
如图1.5所示。
计算机网络的组成,1通信子网组成:
由通信控制处理机(CCP)、通信线路与其他通信设备组成。
功能:
负责完成网络数据传输、转发等通信处理任务。
通信控制处理机在网络拓扑结构中被称为网络结点将主机和终端连入网内完成分组的接收、校验、存储、转发等功能目前通信控制处理机一般为路由器和交换机。
计算机网络的组成,2资源子网组成:
主机Host。
它是资源子网的主体。
终端设备。
它是用户与网络之间的接口。
网络操作系统。
网络数据库。
应用系统。
以实现用户的需求。
功能:
实现全网面向应用的数据处理和网络资源共享,总线结构,采用一条公共总线通过相应的硬件接口连接所有工作站(主机)和其他共享设备(文件服务器、打印机等),结构简单,连接方便。
这种结构的典型代表就是使用粗、细同轴电缆所组成的以太网。
按数据传输方式分类,
(1)广播式网络在广播式网络中,所有连网计算机都共享一条公共通信信道。
当一台计算机利用共享通信信道发送报文分组时,所有其他的计算机都会“收听”到这个分组。
单播(Unicast)组播(Multicast)广播(Broadcast)由于发送的分组中带有目的地址与源地址,接收到该分组的计算机将检查目的地址是否与本结点地址相同。
如果被接收报文分组的目的地址与本结点地址相同,则接收该分组,否则丢弃该分组。
总线形以太网、无线(微波、卫星),按数据传输方式分类,
(2)点到点传播型网与广播式网络相反,在点到点网络中,每条物理线路连接一对计算机。
假如两台计算机之间没有直接连接的线路,那么它们之间的分组传输就要通过中间结点的接收、存储与转发,直至目的结点。
由于连接多台计算机之间的线路结构可能很复杂,因此从源结点到目的结点可能存在多条路由。
决定分组从通信子网的源结点到达目的结点的路由需要由路由选择算法实现采用分组存储转发与路由选择机制是点到点式网络与广播式网络的重要区别之一。
1对等网络相连的机器之间彼此处于同等地位,没有主从之分故又称为对等网络(PeertoPeernetwork,P2P)。
它们能够相互共享资源,每台计算机都能以同样方式作用于对方。
P2P网络是指在互联网中由对等结点组成的一种动态的逻辑网络优点:
信息共享的灵活性与系统的可扩展性,造价低、使用方便、数据及处理机分布范围大、允许用户动态地安排计算需求。
缺点:
共享服务定位困难、网络管理困难(如密码),按网络组件的关系分类,2基于客户服务器的网络采用客户机服务器模式(C/S,即Client/Server方式)客户(client)和服务器(server)都是指通信中所涉及的两个应用进程。
客户服务器方式所描述的是进程之间服务和被服务的关系。
客户是服务的请求方,服务器是服务的提供方,按网络组件的关系分类,地址是网络设备和主机的标识,网络中存在两种寻址方法:
MAC地址:
是设备的物理地址,位于OSI参考模型的第2层,全网唯一标识,无级地址结构(一维地址空间),固化在硬件中,寻址能力仅限在一个物理子网中。
IP地址:
是设备的逻辑地址,位于OSI参考模型的第3层,全网唯一标识,分级地址结构(多维地址空间),由软件设定,具有很大的灵活性,可在全网范围内寻址,TCP/IP协议,公共和私有IP地址,公共地址(PublicAddress)在一个公共性网络上传输数据,必须使用公共地址,这些地址在网上是唯一的。
在Internet上,需向ISP申请分配公共地址,各ISP都要从更上一层的地址注册机构申请。
私有地址(PrivateAddress)不能直接与Internet连接的地址,解决公共地址短缺的问题,RFC1918规定了3种私有地址:
1个A类地址:
10.0.0.016个B类地址:
172.16.0.0到172.31.0.0256个C类地址:
192.168.0.0到192.168.255.0内部网使用,通过代理(Proxy)或网络地址翻译(NetworkAddressTranslation)等系统将私有地址转换成公共地址,从而连接到Internet。
IP地址使用原则,主机号不能全为1和全为0,全为1时表示广播,网络号不能全为1和全为0,网络号在INTERNET中网络号是唯一,主机号对于本地网络中来说是唯一,10.0.0.0/8、172.16.0.0/16-172.31.0.0/16、192.168.0.0/16为私有地址,255.255.255.255表示广播地址,功能:
区分IP地址的网络ID和主机ID。
用连续的“1”表示IP地址网络ID,用连续的“0”表示主机ID,如:
11111111.11111111.11111111.00000000,我们平时使用时用255.255.255.0进行表示。
区分是本地主机还是远程主机,本地主机发送不经过路由器,若是远程主机则将请求发送到路由器。
说明:
子网掩码的简写形式:
在IP地址后面加上“/n”,n为子网掩码中“1”的位数,如192.168.0.1/24。
子网掩码,将网络进一步划分成独立的组成部分,每个部分称为这个网络的子网。
划分子网以后,每个子网看起来象一个独立的网络。
而对于远程网络而言,子网是透明的。
原则:
将主机号借给网络号,作为子网号使用。
公式:
划分子网的个数:
2n-2,n是网络位向主机位所借的位数。
每个子网的主机数:
2m-2,m是借位后所剩的主机位数。
子网划分,步骤,RAP与DCHP,ARP,全称AddressResolutionProtocol,中文名为地址解析协议,它工作在数据链路层,在本层和硬件接口联系,同时对上层提供服务局域网基础DHCP(动态主机配置协议)提供了一种为登陆网络的主机动态指定IP地址和网络参数的机制。
35,局域网基本概念,计算机网络
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