1.1 网络基础名词
OSI模型(Open Systems Interconnection)
OSI模型,中文为开放式系统互连模型,是国际标准化组织(ISO)制定的网络通信模型,它将网络通信过程分为七层,OSI模型从底层到顶层依次为:
层级 | 名称 | 功能 | 主要协议|设备 |
---|---|---|---|
7 | 应用层 (Application) | 提供网络服务,如文件传输、电子邮件、网页浏览等 | HTTP、FTP、SMTP、DNS |
6 | 表示层 (Presentation) | 处理数据格式、加密、解密、压缩等 | SSL/TLS、JPEG、MPEG |
5 | 会话层 (Session) | 管理会话,控制连接的建立、维护和终止 | RPC、SQL、NetBIOS |
4 | 传输层 (Transport) | 可靠数据传输,流量控制,错误检测 | TCP、UDP |
3 | 网络层 (Network) | 负责寻址和路由选择 | IP、ICMP、ARP|路由 |
2 | 数据链路层 (Data Link) | 负责数据帧的传输,错误检测与校正 | Ethernet(以太网)、PPP、MAC|交换机 |
1 | 物理层 (Physical) | 负责比特流的传输,如电缆、信号等 | 光纤、网线、光模块等 |
TCP/IP模型(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)
OSI模型是理论框架,而实际使用中,互联网更常用TCP/IP模型,TCP/IP模型将应用层、表示层、会话层合并为应用层,数据链路层、物理层合并为网络接口层。
OSI模型 | TCP/IP模型 | 主要协议 |
---|---|---|
应用层、表示层、会话层 | 应用层 | HTTP、FTP、DNS、SMTP |
传输层 | 传输层 | TCP、UDP |
网络层 | 网络层 | IP、ICMP、ARP |
数据链路层、物理层 | 网络接口层 | 以太网、Wi-Fi、MAC |
[!note]
在TCP/IP模型中,应用层(上三层)为软件开发应用层,一般不属于网络工程师的工作内容,下四层为网络工程师范畴。
IP地址(Internet Protocol)
IP地址,中文为互联网协议地址,是一个逻辑地址,网络上的定位符。
按照功能分类
公共IP地址(Public IP):这些IP地址可以在互联网中被广泛访问,用于标识互联网上的设备。任何可以直接访问互联网的设备(例如网站服务器)都需要有一个公共IP地址。
私有IP地址(Private IP)
:这些IP地址仅在局域网(LAN)内部使用,不能直接通过互联网访问。它们用于家庭、公司等私有网络内部设备之间的通信。私有IP地址的范围是由RFC 1918定义的。
IPv4的私有地址范围:
10.0.0.0
–10.255.255.255
172.16.0.0
–172.31.255.255
192.168.0.0
–192.168.255.255
环回地址(Loopback Address):这种IP地址用于设备自我测试。通常用
127.0.0.1
表示,它指向本地计算机,可以用来测试网络功能和服务。广播地址(Broadcast Address):这种地址用于向网络中的所有设备发送数据。在IPv4中,广播地址是网络地址的最后一个地址。例如,对于子网
192.168.1.0/24
,广播地址是192.168.1.255
。按地址范围分类
地址类型 | 地址范围 | 描述 |
---|---|---|
A类 | 0.0.0.0 到 127.255.255.255 | 支持16777214个主机,127.x.x.x 保留为环回地址 |
B类 | 128.0.0.0 到 191.255.255.255 | 支持65534个主机,适用于中型网络 |
C类 | 192.0.0.0 到 223.255.255.255 | 支持254个主机 |
D类 | 224.0.0.0 到 239.255.255.255 | 用于组播通信 |
E类 | 240.0.0.0 到 255.255.255.255 | (保留地址)为实验性地址,目前保留未使用 |
MAC地址
MAC(Media Access Control)地址,中文为媒体访问控制地址,是一个硬件地址也是物理地址。
MAC地址由制造商在设备的网络接口卡NIC(Network Interface Card)上硬编码,全球唯一不重复。
MAC地址由48位二进制数(6个字节)组成,通常表示为6位十六进制数,格式为XX-XX-XX-XX-XX-XX 。前3个字节,代表网络硬件制造商的编号,它由IEEE(电气与电子工程师协会)分配。后3个字节,代表该制造商所制造的某个网络产品(如网卡)的系列号。
[!note]
有IP地址的接口就有MAC地址
能通信的设备就有IP地址
局域网和广域网
局域网(LAN),又叫内网,通过交换机设备连接,转发相同IP网段数据的网络。
广域网(WAN),又叫外网,通过路由器设备连接,转发不同IP网段数据的网络。
网段和子网掩码
每个网段(Network Segment)的设备可以相互通信,通过子网掩码(Subnet Mask)确定网段范围。
网关和网关地址
网关(Gateway),连接不同子网的网络设备,通常是路由器。局域网内数据与外部网络通信时,所有数据都会流经网关。
网关地址(Gateway Address),网关设备的内网口,本地网络与外部网络通信的出口地址。
数据包
数据包(Packet)网络中传输的数据被分割成小的数据单元,每个数据单元被称为“数据包”。数据包包含源IP、目的IP、源MAC、目的MAC、数据和控制信息。
网络协议(Network Protocol)
DNS
域名系统(Domain Name System),用于将域名(如 www.baidu.com)转换为IP地址,从而使计算机能够相互识别和通信。
ARP
地址解析协议(Address Resolution Protocol),用于将IP地址解析为MAC地址。
[!tip]
PC1向PC2发包,在封包时,只知道PC2的IP,不知道PC2的MAC,如何找到PC2的MAC?
1.PC1先算出与PC2是否属于同一网段,如果属于不同网段,目的MAC为网关MAC地址
2.当属于同一网段时,PC1查询自己的ARP缓存表,如果没有会发送[广播]一个ARP请求(ARP request)询问PC2的MAC地址。
3.PC2收到ARP请求后,应答[单播](ARP response)PC1自己的MAC地址。
[!note]
ARP表的目的是为了封装数据。
广播报文目的MAC地址是FF-FF-FF-FF-FF-FF,表示该帧将被局域网内的所有终端设备接收和处理
对方PC在应答时,也会记录源PC的IP地址和MAC到自己的ARP表中。
DHCP
DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)动态主机配置协议,用于动态分配IP地址。
1.2 网络设备
主要设备名词
交换机
交换机(Switch),基于MAC地址完成封装转发数据包功能网络设备。交换机可以学习MAC地址,记录下来每个接口收到数据的源MAC,并把其存放在内部地址表(MAC地址表)中。
交换机用于连接局域网内设备
[!note]
常见的交换机接口数量:8口、24口、48口
交换机与HUB集线器的对比:
数据传输全双工
传输数据有转发表(MAC地址表)
数据仍然会冲突,但冲突的数据被暂存到缓冲区(RAM),有效避免突出数据重传浪费带宽
现在无论是交换机还是路由器都已PC化,拥有了系统、内存和存储等
路由器
路由器(Router),基于IP地址来转发数据包功能网络设备。路由器使用前需要手动配置IP地址转发表(路由表)。
路由器用于连接不同网络
[!note]
华为产品路由器命名
企业级:AR系列,如AE6121
机房数据中心/运营商级:NE(网络引擎)系列,如NE40
作为一台路由器至少需要两个光口,但是在企业网内通常来说,为了保持业务稳定,会接入多个运营商网络,一般4个光口。
光猫
光猫(Optical modem),中文名光调制解调器。光猫主要工作为信号转换,将光信号(光纤)转换成电信号(网线)。
光纤和网线
光纤(光信号) 传输距离远(几KM) 带宽瓶颈小
网线(电信号) 传输距离近(100M内)带宽瓶颈大
网线线序
568A | 568B |
---|---|
绿白绿 橙白蓝 蓝白橙 棕白棕 | 橙白橙 绿白蓝 蓝白绿 棕白棕 |
[!note]
线两端线序一样时,线两端线序一样时为直连线,线两端线序不同为交叉线。
最早期:两种同类型设备使用交叉线,不同设备使用直通线
后期:网络设备会自动翻转线序,因此现在网线一般均为直连线(两端都是568B)
光模块

SFP:最大支持4G(1G、2.5G、4G)
SFP+:10G
SFP28:25G
QSFP+:40G
QSDP28:100G
集线器(HUB)
交换机的前身,连接局域网的设备,HUB集线器有以下特点
传输带宽半双工
传输数据没有转发表,通过泛洪转发(广播)
数据量大的时候易数据冲突
网桥(Bridge)
设备接口名词
Console口
Console口,是通过命令行调试设备的接口
路由器的Console接口多为RJ-45接口,并标记有CONSOLE字样
Console线接口类型:
Console线一端为RJ-45网口,另一端通常为以下三种类型
DB9接口:DB9接口是一种9针的串行连接器,常用于老式设备或需要直接连接的设备
[!tip]
DB9接口使用时通常需要先安装驱动
DB9接口现在已经不再流行,使用时通常需要搭配DB9转USB转接器
DB9口使用时通常搭配DB9转USB转接器使用
USB接口:现代设备开始使用USB接口替代传统的DB9接口,免安装驱动。
TYPE-C接口:对于新型号的设备,TYPE-C接口成为了一种新的选择。TYPE-C接口支持高速数据传输和充电,适用于最新的计算机和交换机。
MGMT-ETH口
MGMT-ETH口,是通过Web界面调试的接口
[!note]
可以调试的设备可以统称为网管类设备
网络设备通常有两种类型的接口:管理口、业务口
Web界面,功能参数有限,适用于简单的框架调试,如配置
无线设备 如AP
不了解命令行的陌生设备
简单的防火墙
简单的行为管理
命令行,适用于多台的联动,复杂高级功能
PWR接口
支持POE供电
华为设备基础
设备外形种类
盒式设备(1U)
框式设备
[!note]
框式设备接口数量更多,转发能力更强
主控板:CPU、内存 ,负责计算和存储,为了设备运行稳定设备上往往采用双主控板
业务板:用于转发数据
主要组成
CPU、风扇(FAN)
四种存储设备
FLASH存储:[操作系统文件VRP(通用路由平台)、配置文件]
外置存储器:CF/SD卡
NVRAM:存放配置文件,现已合并到FLASH存储ROM:主板存储器,存放引导系统BIOS|BootRom
内存(RAM)
产品型号
路由器:AR和NE
交换机:S和CE
例:华为S5720-28TP/P/C-LI/SI/EI/HI
S:企业级交换机系列
5720:产品型号
28:最大接口数量
TP/P/C:TP为光电复用口,光口电口二选一,默认光口。P代表上行链路是光口,C代表支持拓展模块
LI/SI/EI/HI:版本型号
LI=基础版,二层交换机,仅支持简单局域网内网功能
SI=基础版,,二层交换机,弱三层交换机,支持静态、RIP
EI=增强版,三层交换机,带有路由功能
HI=高级版,三层交换机,EI+高级特性
[!caution]
项目上需要使用二层交换机推荐LI、需要三层交换机推荐EI
华为官网设备查询网址
查询设备ESN网址 https://support.huawei.com/enterprise/ecareWechat?lang=zh
查询设备样图,型号,规格网址 - https://info.support.huawei.com/info-finder/vue/#/search-center/zh/enterprise/routers/S5700-pid-6691579/speccenter/query/s5700-vid-259064495#keySpec
查询设备维保服务标准网址 - https://support.huawei.com/enterprise/zh/customer-support-service/ENEWS1000008539
[!tip] dsd
::: !tip 这是一个提示框,通常用于提供额外信息或小技巧。 :::
项目上需要使用二层交换机推荐LI、需要三层交换机推荐EI
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