CCNA-Part1:網路基礎概念

以終為始發表於2020-06-23

由於身處一家網路公司,日常專案中涉及到的網路概念較多,恰逢之後公司組織相關培訓。藉此機會,打算寫下一系列文章用於之後梳理並回顧。文章主要涉及 NA,NP 中所覆蓋的知識。由於網路分為較多方向,如路由交換,無線,安全等。在今年,大綱正好有所改變,其中無線和路由交換放在一起合稱為企業架構。所以本系列文章以企業架構為主。

在網路界,Cisco 證書一直被普遍認可,其中分為三個等級 NA,NP,IE. 對於開發人員來說,掌握 NA 水平一般即可,本系列文章會 NA 開始,到 NP 結束。NA 內容較為寬泛,其中涉及知識面較寬,但不深入,用於入門。NP 在 NA 基礎上,更加深入,涉及到更多的協議與概念。

話不多說,在閱讀本文後,應該瞭解以下內容:

  1. 瞭解網路的組成?
  2. 衡量網路的指標?
  3. 不同應用程式對網路的要求?

什麼是網路?

網路的組成

先看一下網路的組成元件:

主要分為 4 大類:

  • 終端裝置:產生和接受資料的裝置,如 PC ,伺服器,電話
  • 中間裝置:常見叫法為2,3層裝置,如 2 層裝置交換機,3層裝置路由器
  • 媒介:資料傳輸時的媒介,如無線,線纜,光纖。
  • 服務:如應用伺服器,taobao,QQ 等

由此可見,網路就是由上述裝置組成,在其中進行資料產生,轉發的過程。在討論網路時,一般討論的都是企業網路,下面是常見的一張企業網路的架構圖。

從圖中我們可以看到,網路的大體架構由,終端裝置,接入層裝置(交換機,用於將裝置接入),轉發層裝置(路由器)和資料中心組成。舉例子來說,如果左下角的同學 A 想要和右上角的同學 B 同學通訊,則需要經歷如下過程:

  1. 通過接入層裝置接入企業內網
  2. 通過核心層裝置,將資料轉發至 ISP(服務提供商,如聯通電信等)
  3. ISP 將資料轉發至同學 B 所在核心層裝置。
  4. B 所在核心層裝置轉發至接入層裝置。
  5. 接入層裝置轉發給使用者B。

介面型別

裝置連入的埠,稱為介面,下面是常見的介面型別。

介面名稱 速度
Ethernet 10M
Fast Ethernet 100M
GigabitEthernet 1000M
10GigabitEthernet 10000M
40GigabitEthernet 40000M
100GigabitEthernet 1000000M
Serial - 序列口

衡量網路的主要指標

在討論或者設計一個網路架構是,往往會在如下的方面進行討論:

頻寬

表示資料的傳送速率,單位為位元每秒(b/s),意思為一秒鐘傳送的位元數,因此頻寬又稱為位元率。(乙太網: 10Mbps, 快速乙太網:100Mbps)

可用性與可靠性:

擴充性:

在設計網路架構時,要考慮到可擴充性,公司的人數會隨著時間增加。

安全性:

資料傳輸和儲存的安全。

服務質量 (Qos):

對流量進行分類整理,拿家庭具體,分類出訪問 QQ 的流量,訪問 P2P 的流量,然後對其進行限制設定上限,防止一個服務佔用過大的頻寬,造成其他服務無法正常訪問。

開銷(Cost):

裝置及搭建網路的費用。

虛擬化:

將一個物理裝置虛擬化成多個虛擬裝置,例如交換機,路由器等。

拓撲:

物理拓撲:實際裝置之間的物理連線的佈局,稱為物理拓撲。

物理之間拓撲的比較:

拓撲型別 優點
匯流排拓撲 1. 所用電纜少
2. 結構簡單
3. 易於擴充
4. 佈線方便
1. 傳輸距離有限,通訊範圍受到限制
2.故障診斷和隔離較困難
3.所有資料經過匯流排傳送,不具有實時功能
4. 單點故障:所有 PC 不得不共享線纜,一個節點出錯,將影響整個網路
環形拓撲 1. 增加或減少工作站時,僅需要簡單的連線操作
2. 電纜長度短
3. 傳輸延遲確定
1. 傳輸距離有限,通訊範圍受到限制
2. 故障診斷和隔離困難
3. 節點過多時影響傳輸效率
4. 任意節點出現故障,整個網路將癱瘓
星型拓撲-區域網較為常見 1. 集中控制,控制簡單
2. 故障診斷和隔離容易
3. 網路延遲短
1. 中央節點的負擔較重,形成瓶頸
2. 各節點的分佈處理能力較低
3. 網路共享能裡較差
部分網狀拓撲-廣域網常見 1. 系統可靠性高,比較容易擴充套件 1. 結構複雜,每一結點都與多點進行連結
2. 因此必須採用路由演算法和流量控制方法。

邏輯拓撲:以資料轉發的過程為側重,描述節點之間資料的轉發過程。

應用程式流量分類

在網路中提供服務的應用種類較多,對應對網路的要求也一般不同,可大致分為如下幾類:

總結

本篇內容中,多為網路的基礎概念,方便大家入門,只需理解有個印象就好。接下來的內容,才是真正學習的網路的開始。

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