【系统架构师】-计算机网络

1、网络的划分

网络性能指标：速率、带宽(频带宽度或传送线路速率)、吞吐量、时延、往返时间、利用率。

网络非性能指标：费用、质量、标准化、可靠性、可扩展性、可升级性、易管理性和可维护性。

总线型(利用率低、干扰大、价格低)、

星型(交换机转发形成的局域网、中央单元负荷大)、

环型(流动方向固定、效率低扩充难)、

树型(总线型的扩充、分级结构)、

分布式(任意节点连接管理难成本高)

2、通信技术

信道可分为物理信道和逻辑信道。

1）物理信道由传输介质和设备组成，根据传输介质的不同，分为无线信道和有线信道。

2）逻辑信道是指在数据发送端和接收端之间存在的一条虚拟线路，可以是有连接的或无连接的。逻辑信道以物理信道为载体。

发信机进行的信号处理包括信源编码、信道编码、交织、脉冲成形和调制。相反地，

收信机进行的信号处理包括解调、采样判决、去交织、信道译码和信源译码。

如果同时传递多路数据就需要复用技术和多址技术。

5G 主要特征:服务化架构、网络切片。

1)基于0FDM 优化的波形和多址接入
2)实现可扩展的0FDM 间隔参数配直

3)0FDM 加窗提高多路传输效率
4)灵活框架设计

5)大规模MIM0:最多256根天线
6)毫米波:频率大于24GHz 以上的频段
7)频谱共享
8)先进的信道编码设计

3、OSI七层模型

点到点：主机到主机

端到端：端口到端口

路由器：可以上互联网

交换机：组成局域网

4、局域网和广域网协议

局域网：

1）有线局域网（以太网）：IEEE802.3

2）无线局域网（WLAN）：IEEE 802.11，拓扑结构：点对点、HUB（星形）、全分布型

上图依次为:目的MAC地址、源MAC地址、帧长度/类型、数据填充、校验。
最小帧长:64字节。

广域网

同步光网络(SONET，利用光纤进行数字化信息通信)、

数字数据网(DDN，利用数字信道提供半永久性连接电路以传输数据)、

帧中继(FR，数据包交换技术)、

异步传输技术(ATM，以信元为基础的面向连接的一种分组交换和复用技术)。

5、TCP/IP四层协议

网络协议三要素:语法、语义、时序。其中语法部分规定传输数据的格式，语义部分规定所要完成的功能，时序部分规定执行各种操作的条件、顺序关系等。

网络层协议

IP：网络层最重要的核心协议，在源地址和目的地址之间传送数据报，无连接、不可靠。

TCMP：因特网控制报文协议，用于在IP主机、路由器之间传递控制消息。控制消息是指网络通不通、主机是否可达、路由是否可用等网络本身的消息。

ARP和RARP：地址解析协议，ARP是将IP地址转换为物理地址，RARP是将物理地址转换为IP地址。

IGMP：网络组管理协议，允许因特网中的计算机参加多播，是计算机用做向相邻多目路由器报告多目组成员的协议，支持组播。

传输层协议

TCP：整个TCP/IP协议族中最重要的协议之一，在IP协议提供的不可靠数据数据基础上，采用了重发技术，为应用程序提供了一个可靠的、面向连接的、全双工的数据传输服务。一般用于传输数据量比较少，且对可靠性要求高的场合。三次握手、四次挥手

UDP：是一种不可靠、无连接的协议，有助于提高传输速率，一般用于传输数据量大，对可性要求不高，但要求速度快的场合。

应用层协议

基于TCP的FTP、HTTP等都是可靠传输。基于UDP的DHCP、DNS等都是不可靠传输。

FTP：可靠的文件传输协议，用于因特网上的控制文件的双向传输。

HTTP：超文本传输协议，用于从WWW服务器传输超文本到本地浏览器的传输协议。使用SSL加密后的安全网页协议为HTTPS。

SMTP和POP3：简单邮件传输协议（发送和接受），是一组用于由源地址到目的地址传送邮件的规则，邮件报文采用ASCI格式表示。

Telnet：远程连接协议，是因特网远程登录服务的标准协议和主要方式。

TFTP：不可靠的、开销不大的小文件传输协议。

SNMP：简单网络管理协议，由一组网络管理的标准协议，包含一个应用层协议、数据库模型和一组资源对象。该协议能够支持网络管理系统，泳衣监测连接到网络上的设备是否有任何引起管理师行关注的情况。

DHCP：动态主机配置协议，基于UDP，基于C/S模型，为主机动态分配IP地址，有三种方式:固定分配、动态分配、自动分配。

DNS：域名解析协议，通过域名解析出IP地址。

协议端口号对照表

6、交换技术

数据链路层、帧传输、MAC地址、端口

数据在网络中转发通常离不开交换机。人们日常使用的计算机通常就是通过交换机接入网络的。

交换机功能包括:
1）集线功能。提供大量可供线缆连接的端口达到部署星状拓扑网络的目的。

2）中继功能。在转发帧时重新产生不失真的电信号。

3）桥接功能。在内置的端口上使用相同的转发和过滤逻辑。

4）隔离冲突域功能。将部署好的局域网分为多个冲突域，而每个冲突域都有自己独立的带宽，以提高交换机整体宽带利用效率。

交换机需要实现的功能：

(1)转发路径学习。根据收到数据帧中的源MAC 地址建立该地址同交换机端口的映射，写入MAC地址表中。
(2)数据转发。如果交换机根据数据帧中的目的MAC 地址在建立好的MAC 地址表中查询到了就向对应端口进行转发。
(3)数据泛洪。如果数据帧中的目的MAC 地址不在MAC 地址表中，则向所有端口转发，也就是泛洪。广播帧和组播帧向所有端口(不包括源端口)进行转发。(4)链路地址更新。MAC 地址表会每隔一定时间(如300s)更新一次。