计算机网络概论

第一章：计算机网络概述

1.1，计算机网络的定义和基本功能

定义： IEEE高级委员会坦尼鲍姆博士定义为；计算机网络是一组自治计算机互联的集合。

功能：（1）资源共享

（2）分布式处理与负载均衡，

（3）综合信息服务

1.2，计算机网络的演进

19xx年，世界上第一台电子计算机ENIAC诞生，它由18000个真空管组成，计算机的发展由此开始。

计算机网络的雏形主机互连

主机互连：终端借助电话线路访问计算机，由于计算机发送和接受的是数字信号，电话线传输的是模拟信号，要求在终端盒主机之间加上调制解调器（猫），进行数字信号于模拟信号之间的转换。

局域网（LAN）：在一个较小的物理范围内为计算机提供资源共享和通信服务。局域网主要对应OSI参考模型的物理层和数据链路层。主要的局域网技术包括以太网，令牌环网，FDDI。

互联网：我认为通过TCP/IP协议把不同地域的局域网连接起来就是互联网。

因特网：把全球的公司，校园，ISP（互联网服务提供商，即向广大用户综合提供互联网接入业务、信息业务、和增值业务的电信运营商。ISP是经国家主管部门批准的正式运营企业，享受国家法律保护）和个人用户连接在一起的就叫做因特网。阿帕网（ARPANET 阿帕网为美国国防部高级研究计划署开发的世界上第一个运营的封包交换网络，它是全球互联网的始祖。） 1.3,计算机网络基本概念:

1.3.1，计算机网咯中的基本概念

局域网：局域网通常指几千米范围内的，可以通过某种介质互连的计算机，打印机，猫或者其他设备的集合。

城域网：城域网覆盖范围为中等规模介于局域网和广域网之间，通常是一个城市内的网络连接距离为10km左右。

广域网：在超过局域网的地理范围内运行，分布距离远，它通过各种类型的串行连接以便在更大的地理区域内实行接入。

1.3.2，网络的拓扑结构

总线型：早期的网络拓扑结构中应用最广的拓扑结构，它的优点结构简单，成本低，安装使用方便，消耗的电缆长度短，便于维护，缺点是存在单点故障，总线如果出现故障，整个总线型网络都会瘫痪，由于共享总线带宽，当网络负载过重时，会导致总线型网络性能下降。

星形拓扑：以中央节点为中心，把若干个外围节点连接起来的辐射式互连结构，中央节点对个设备的通信和信息交换进行集中控制于管理。优点，系统的可靠性较高，当某一线路发生故障时，不会影响网络中的其他主机，扩充或删除其他设备较容易，中央节点可以方便的管理和控制网络。缺点是需要连接的线缆比总线型的多，如果中央节点出现故障，网络将不能使用。

环形拓扑：通过一条首尾相连的通信线路连接起来的一个封闭式环形网。如果要与其他主机通信必须依次经过两者之间的每一个设备，它可以是单向的也可以是双向的。优点，结构简单，工作中各个工作站地位相等，建网容易，可实现数据传送的实时控制，可预知网络性能。缺点任何一个节点发生故障，就会导致所有简洁点无法正常工作，实际通信中一般采用多环结构。

网状拓扑：可分为全网状和部分网状拓扑，全网状结构缺点使用线路较多需要N(N-1)/2条线路，造价昂贵，线路利用率低。部分网状，只在经常通信的地方架设线路，浪费相对较低。他们的共同优点就是通信速度快。

1.3.3，电路交换，分组交换，报文交换

电路交换：当端节点要求发送数据时，交换机就在发送节点和接受节点之间创立一条独占的数据传输通道，这条带宽由通信双方独占，一直到通信结束。优点传输延迟小，电路交换实现对数据的透明传输，就是不对数据添加任何的修改。信息吞吐量大。缺点，网络资源利用率低，需要连接的时间较长，还有就是如果使用电路交换通信，网络中每台计算机都必须要建立于其他计算机的线路连接这个不可能的。

分组交换：需要将传输的信息划分为具有一定长度的包，以包为单位进行储存和转发，每个包都有接收方的地址和发送方的地址标示。优点能够充分的利用线路带宽，保证任何用户不能长时间独占某个传输线路。缺点就是突发的数据可能造成线路堵塞，还有就是技术要求比较高，设备也比较严格。

报文交换：不要求通信双方建立专用的通路，把发送的信息组织成一个数据包，就是报文，报文要在网络中一站一站的向前传递，到达每一个节点都要经过储存和转发，要求交换节点要有足够大的储存空间，报文通信的等待时间很长。

1.4，衡量计算机网络的主要指标

带宽：带宽分为模拟带宽和数字带宽，贷款单位为bps位每秒，代表每秒钟某条链路能发送的数据位数。

延迟：又称时延，把数据从一个网络节点传送到另一个网络节点所需的时间，单位是ms毫秒，网络时延主要有传播时延，交换时延，介质访问时延和列队时延组成。延迟是不可能完全消除的。

总结：带宽越宽越好，延迟越小越好。

1.5，网络标准化组织

1，国际标准化组织（ISO）：提出了OSI参考模型。

2，电器和电子工程协会（IEEE）：IEEE的局域网标准当今局域主导地位，IEEE802 标准系列，802.3以太网标准。

3，美国国家标准协会（ANSI）：ASCII码和FDDI光纤分布式数据接口

4，国际电信联盟（ITU）:X.25和帧中继。

5,internet架构委员会（IAB）

6，电子工业协会（EIA）：RS-232大多数PC于调制解调器或打印机设备通信的规范

7，因特网工程特别任务组（IETF）

本章总结：计算机网络可以实现资源共享，综合信息服务，负载均衡于分布式处理等基本功能

计算机网络的类型可以按局地域，拓扑结构，数据交换方式及网络组件等不同的类型划分

习题

1.在计算机局域网中，常用的通信设备有集线器，交换机，路由器。

2.802.x协议族是由IEEE定义的。

3.衡量网络性能的两个指标是带宽和延迟。

4.会产生单点故障的是总线型，环型，网状拓扑环境。

5.数据交换技术包括电路交换，报文交换，分组交换。

第二章：OSI参考模型于TCP/IP模型

2,.1,OSI参考模型

2.1.1，OSI参考模型的产生：

为了解决网络之间兼容性问题，帮助各个厂商生产出可兼容的网络设备于19xx年提出了OSI参考模型，特成为计算机网络通信的基础模型。

优点：开放的标准化接口，多厂兼容性，易于理解学习和更新协议标准，实现模块化工程，降低了开发实现的复杂度，便于排查故障，一旦发生故障可以比较容易的定位于某一个层次。

2.1.2，OSI参考模型的层次结构

1，物理层，单位为比特（bit），功能在终端上传输比特流，物理层协议定义了通信传输介质的物理特性为机械特性（说行接口所用的接线器的形状和尺寸，引线数目和排列，各种规格的电源插头和尺寸），电气特性（说明在接口电缆的每根线上出现的电压和电流范围），功能特性

（说行某根线上出现的某一个电平的电压表示何种意义），规程特性（说明对不同功能的各种可能事件的出现顺序）。

2，数据链路层;单位是帧（frame）主要功能，帧同步，数据链路的建立，维持和释放，传输资源控制，流量控制，差错控制，寻址，表示上层数据。 3，网络层：单位是包（packet）主要功能：编址，路由选择，拥塞控制，异种网络互连。路由器是网络层设备，

4，传输层：数据单位为段（segment），负责创建端到端的通信连接，差错校验和重传，还有流量控制。

5，会话层（也会处理差错校验），

6，表示层（有数据加密和压缩的功能）。

7，应用层（直接与用户和应用程序打交道，负责为软件提供接口以便程序能使用网络服务）

2.2，TCP/IP模型

1，网络接口层对应OSI的物理层和数据链路层

2，网络层。

3，传输层。

4，应用层对应OSI的会话层，表示层，应用层。

第三章：网络设备及其操作系统介绍

3.1，路由器和交换机的作用于特点

3.1.1，路由器的作用与特点

路由器的作用，在网络中对IP报文寻找一条合适的路径进行路由，就是合适的方向转发，它的实质是完成了TCP/IP协议族中IP层提供的无连接，尽力而为的数据传送服务

路由器特点：路由器主要工作在物理层，数据链路层，网络层，路由器的接口类型比较丰富，可以用来连接不同介质的异质网络，路由需要依靠参照自己的路由表对IP报文进行转发，IP层也是路由器的核心功能，为了形成路由表和转发表，路由器要交互路由等协议控制信息，路由器通常支持多种路由协议。

3.1.2，交换机的作用与特点

交换机功能;主要作用是连接多个以太网物理段，隔离冲突域，利用侨接和交换提高局域网性能，扩展局域网范围，交换机是利用MAC地址进行转发的。

交换机的特点：主要工作在物理层，数据链路层，提供以太局域网的桥接和交换，而非连接不同种类的网络，交换机上的数据交换依靠MAC地址映射表，这个表是交换机自行学习的而不需要相互交换的地位的位置信息。

3.1.1，路由器和交换机的发展趋势

是融合的趋势，并且网络设备逐渐融合多种业务功能，这些都逐渐

被集成到路由器和交换机中。

3.2，H3C路由器和交换机介绍

核心路由器SR8800系列 核心交换机S9500交换机

开放多核路由器SR系列 全千兆只能交换机S5100

多业务开放路由器MSR系列有一个显著特点采用了OAA开放应用体系架构，产品提供了一个公司软硬件接口机标准规范的开放平台，任何厂商与合作伙伴均可给予次平台开发更为深层只能的网络应用功能

交换机S3100

ER系列路由器低端的 SMB交换机低端的

3.3，H3C网络设备的操作系统comware

特点：1，支持IPV4和IPV6双协议栈

2，支持多核CPU，增强网络设备的处理能力

3，同时提供路由和交换功能

4，comware注重了系统的高可靠性和弹性扩展功能，提供了IRF智能弹性结构特性

5，采用组件化设计并且提供开放接口，便于软件的灵活裁剪和定制因此具有良好的伸缩性和可移植性

本章总结

路由器是利用三层IP地址信息进行报文转发的互连设备。

交换机是利用二层MAC信息进行数据帧交换的互连设备。

路由器，交换机的运行依赖的软件核心是网络设备的操作系统。 H3c Comware软件平台是h3c IP的网络设备的核心软件。

第四章，网络设备操作基础

4.1，访问网络设备的命令接口

H3Ccomware采用基于命令行的用户接口进行管理和操作，用户可以通过console,AUX,telnet和SSH等多种方法连接到网络设备。

通过console口进行连接，用终端登录到网络设备的console端口是一种最基本的连接方式。用户需要把一台字符终端的串行接口通过专用的CONSOLE线缆连接到网络设备的console口上，然后通过终端访问CLI。Console口连接是最基本的连接方式，也是对设备进行初始配置是最常用的方式，路由器和交换机的console口用户默认拥有最大的权限，可以执行一切操作和配置。大部分H3C网络设备的con口默认波特率为9600。

通过AUX口进行连接，网络设备提供的AUX口通常用于对设备进行远程操作和配置，端口类型为EIA/TIA-232DTE，需要通过PSTN（公共交换电话网络）建立拨号连接，接入到网络设备的AUX口上，终端和网络设备都需要MODEM，AUX口配置虽然不是一种常用的方法，但在IP网络中断时，可以满足远程操作设备的需求。

通过telnet进行连接，通过SSH连接都是通过IP网络然后远程登录到设备上，把设备当做服务器登录上，只需要连接网线就可以，只不过SSH登录比另一种登录方式更加安全。

4.2，命令行使用入门

4.2.1，命令试图

(1)用户试图，网络设备启动后的默认视图，在该视图下可以查看启动后设备基本运行状态和统计信息。

(2)系统视图，这个事配置形同全局通用参数的视图，可以在用户试图下使用SYSTEM-VIEW命令进入

(3)路由协议视图，路由协议的大部分参数是在路由协议视图下进行配置的，、例如OSPF协议视图，RIP协议视图等，在系统视图下进入路由协议视图

(4)接口视图，配置接口参数的视图成为接口视图，在该视图下可以配置接口相关的物理属性，链路层特性及IP地址等重要参数。

（5）用户界面视图，用来管理工作在流方式下的异步接口，通过在用户界面视图下的各种操作，可以达到统一管理各种用户配置的目的。用户界面视图可以分为console用户界面视图用于配置console用户界面的相关参数，通过console登录的使用console视图

AUX用户界面视图，用于配置AUX用户界面的相关参数，通过AUX口登录的使用该视图

TTY（实体类型终端）用户界面视图，此时图用于配置TTY用户

界面的相关参数

VTY（虚拟类型终端）用户界面视图，次视图用于配置VTY用户界面的相关参数，VTY是一种逻辑终端线，用于对设备进行telnet或SSH访问，目前每台设备最多支持5个VTY用户同时访问。

在任何视图下都可以通过CTRL+Z来返回到用户试图下，都可以通过quit返回到上一层视图下

4.2.2，命令行级别

访问级（0），该级别命令不允许惊醒配置文件保存操作 监控级（1），该级别命令不允许进行配置文件保存的操作

系统级（2），务配置命令，包括各个层次网络协议的配置命令 管理级（3），关系到系统基本运行，系统支撑模块的命令

4.2.3，命令行帮助特性

按下？获取该视图下所有的命令机器简单描述

命令后接上空格然后接？，如果该位置为关键字，则列出全部关键字及其简单描述

字符串后紧接？，列出以该字符串开头的所有命令

命令后接一字符转紧接？，列出命令以该字符串开头的所有关键字

输入命令的某个关键字的前几个字母，按TAB键，则可以显示出完整的关键字。

4.2.4，错误提示信息

常见错误：unrecognized command 没有查找命令，没有查找的关键字，参数类型错误，参数值越界

Incomplete command 输入命令不完整

Ambiguous command found at positon 已输入的字母开头的命令不唯一，无法识别

Too many parameters 输入参数过多

Wrong parameter 输入参数错误

History-command max-size命令来设置用户界面历史命令缓冲区的容量

Display history-command 查看调用保存的历史命令，并编辑或执行，默认情况下缓冲区的容量都是10

本章总结：命令行提供多种命令试图系统采用分级保护方式

第五章，网络设备文件管理

5.1，网络设备文件系统介绍

5.1.1，网络设备文件系统概述

应用程序文件，操作系统在特定设备上的特定版本的尸体程序文件称为应用程序文件，也成为映像，文件扩展名.bin

配置文件，系统将用户对设备的所有配置以命令的方式保存成文本文件，称为配置文件，扩展名.cfg

日志文件，系统在运行中产生的文本日志可以储存在文本格式的日志文件中称为日志文件

5.1.2，网络设备的储存方式

ROM，储存BOOTROM程序，是一个微缩的引导程序，主要任

务查找应用程序文件并引导到操作系统，在应用程序文件或配置文件故障时提供

一种恢复手段

FLASH储存器，用于储存应用程序文件，保存的配置文件和运

行中产生的日志文件

RAM，储存当前运行中的当前配置文件，系统关闭或重启后会

消失

5.1.1文件系统的操作

1，目录操作

2，文件操作

3，储存设备操作

对于可支持热插拔的储存设备可以再用户视图下用mount和

umount命令挂载和卸载储存设备。 5.2，文件的管理

5.2.1配置文件介绍

设备启动时根据读取的配置文件惊醒初始化工作，该配置称为起

始，于起始相对应，系统在运行过程中采用的配置称为当前配置，当前配置其实

是启动时的起始动后用户对设备执行的增量配置的叠加。

配置文件为一个文本文件，以文本格式保存了非默认的配置命令，

配置文件中的命令组织以命令试图为基本框架。

网络设备可以保存多个配置文件，系统启动时，如果用户指定了

启动配置文件，并且配置文件存在，则系统已启动配置文件进行初始化，如果没

有指定启动配置文件，或者指定的配置文件不存在，则以空配置进行初始化。

本章总结：设备对储存介质中的文件以文件系统的方式管理，文件系统操作包括

目录操作，文件操作，介质操作，配置文件包括平起始配置，和当前配置，通过

指定启动文件可以进行操作系统软件升级

第六章，网络设备基本调试

6.1网络连通性测试

6.1.1，使用ping 测试网络连通性

PING实际上是基于ICMO开发的应用程序，他是在计算机的各种

操作系统或网络设备上广泛使用的检测网络连通性的常用工具。通过它可以监测

指定地址的主机或设备是否可达，测试网络是否出现故障

6.1.1使用tracert监测网络连通性，

通过使用tracert命令，用户可以查看报文从源设备传送到目的设备所

经过的路由器，当网络出现故障时，用户可以使用该命令分析出现故障的网络节

点。

6.2，系统调试 1，系统调试概述 （1）,协议调试开关，也成为模块调试开关，控制是否输出某协议模块

的测试信息

（2）屏幕输出开关，控制是否在某个用户屏幕上显示调试信息。 本章总结：PING 用于检测网络连通性，tracert用于检测网络转发路径和网络连通性，测试信息的输出由协议开关和屏幕开关两个开关控制