11.各层网络设备介绍
osi参考模型各层功能
osi参考模型各层功能OSI参考模型是网络通信的一种标准模型，它将网络通信的过程分解为七个层次，每个层次都有特定的功能和协议。
下面将分别介绍每个层次的功能。
第一层：物理层物理层是最底层，它负责将数据转换成电子信号或光信号进行传输。
物理层的主要功能包括确定传输介质、数据的传输速率、电气信号格式等。
该层的协议有Ethernet、Wi-Fi和USB等。
第二层：数据链路层数据链路层负责将物理层传输的数据组织成适合传输的数据帧。
它提供传输数据的可靠性和数据的纠错功能，还负责数据的排序和流量控制。
该层的协议有以太网的MAC协议和PPP （Point-to-Point Protocol）。
第三层：网络层网络层负责将数据帧从发送方传输到接收方的网络中。
它将数据包进行路由选择，确定传输的路径，并处理不同网络之间的通信问题。
该层的协议有IP（Internet Protocol）和ICMP （Internet Control Message Protocol）等。
第四层：传输层传输层负责端到端的数据传输，确保数据的可靠传输和错误恢复。
它将应用层数据分成小块，并为这些数据块添加序列号和错误检测码。
常见的传输层协议有TCP（Transmission Control Protocol）和UDP（User Datagram Protocol）。
第五层：会话层会话层负责在两个终端之间建立和管理会话连接，控制数据的传输顺序和方式。
它提供对数据流的同步和控制，以确保通信的可靠性和完整性。
会话层的协议有RPC（Remote Procedure Call）和Sockets等。
第六层：表示层表示层主要负责数据的格式转换和加密解密。
它将应用层的数据转换成网络可识别的格式，并进行数据压缩和加密。
表示层的协议有JPEG、GIF和HTTPS等。
第七层：应用层应用层是最顶层的层次，它直接为用户提供网络应用服务。
应用层协议有HTTP（HyperText Transfer Protocol）、FTP（File Transfer Protocol）和SNMP（Simple Network Management Protocol）等。
常用网络设备介绍
微处理器
计
算
机
总线接口
总
线
2021/2/15
LAN管理
曼彻斯特编码器 曼彻斯特解码器
发送控制
载波检测 接收控制
发送器 接收器
通 信 线 路
14
网卡的配置参数
▪ 网卡地址：即网卡的物理地址（MAC地址）， 固化在网卡硬件中（有些网卡可由用户修改）
▪ 配置参数（跳线设置 / 软件设置 / PnP） •中断请求号 IRQ（一般为3） •I/O基地址 I/O Base（一般为300H） •存储器基地址 Memory Base (一般为0C000H) •全双工 / 半双工 •传输速率（仅10/100Mb/s双速网卡可选）
2021/2/15
9
差错控制协议和数据压缩协议
▪ 差错控制协议
• ITU-T： V.42 • Microcom公司：MNP1～MNP4
▪ 数据压缩协议
• ITU-T：V.42bis 、V.44
▪ 最大压缩率为4:1～10:1
• Microcom公司：MNP5、MNP7和MNP9
▪ MNP5的最大压缩率为2:1
络编码调制技术等方面已非常成熟，每个话 路的数据传输速率可高达56kb/s，已基本接 近电话线路的最大理论速率。
2021/2/15
7
调制解调器技术与相关标准
▪ 三种调制技术
• 振幅调制——振幅键控（ASK） • 频率调制——频移键控（FSK） • 相位调制——相移键控（PSK）
▪ 实际应用中，往往采用以上三种基本调制方 式的组合来达到更高的调制效率
本本地地局局交交换换机机
下下行行数数据据流流
量化噪声
用户环路 （全数字线路）
主要网络设备介绍
光纤分类措施
根据传播模数分类 单模光纤(SMF ：Single Mode Fiber)和多 模光纤(MMF：Multi Mode Fiber)
光纤通信系统及构成
一种光电转换器
光纤通信系统及构成
光纤通信系统是以光波为载体、光导纤维为传 播媒体旳通信方式,起主导作用旳是光源、光纤、 光发送机和光接受机。
（3）带宽占用方式不同 集线器全部端口共享集线器旳总带宽，而互换机旳每个端口都具有 自己独立旳带宽。
（4）传播模式不同 集线器采用半双工方式进行数据传播；互换机采用全双工方式来传 播数据。
互换机与集线器（HUB）旳主要 区别
总结：
互换机与集线器有着本质旳不同，不论在工作 层次、通讯方式、传播速度和可管理性上，都都 存在明显旳差别，互换机与集线器相比具有无与 伦比旳优势。目前，互换机已经成为组网中旳普 遍使用旳网络连接设备，而集线器已经逐渐在退 出历史舞台。
网络设备
传播介质
双绞线 同轴电缆 光纤
双绞线旳线材等级
类别
最大传播 速度
1类
2Mbit/s
2类
4Mbit/s
3类 16Mbit/s
4类 20Mbit/s
应
用
模拟和数字语音(电话)通信以 及低速旳数据传播。
语音、ISDN和不超出旳 4Mbit/s旳局域网数据传播。
不超出16Mbit/s旳局域网数据 传播。
固定配置互换机：一般具有固定端口配置，例如Cisco 企业旳Catalyst l900/2900互换机，Bay企业旳 BayStack350/450互换机等。固定配置互换机旳可扩充 性显然不如模块化互换机，但是价格要低得多。
互换机旳主要性能指标
专用芯片与通用芯片
网络运维面试题目(3篇)
第1篇一、基础知识1. 请简要介绍OSI七层模型及其各层的主要功能。
2. 请简述TCP/IP四层模型及其各层的主要功能。
3. 请解释IP地址的分类和子网掩码的作用。
4. 请简述VLAN的概念及其在网络安全中的作用。
5. 请描述DNS的工作原理，并说明DNS服务器的作用。
6. 请解释HTTP协议和HTTPS协议的区别。
7. 请简要介绍TCP和UDP协议的区别。
8. 请解释什么是网络地址转换（NAT）。
9. 请简述DHCP协议的工作原理。
10. 请解释什么是三层交换机和四层交换机。
二、网络设备1. 请列举常见的网络设备及其功能。
2. 请解释交换机、路由器和防火墙的区别。
3. 请简述思科和华为交换机的配置方法。
4. 请描述思科和华为路由器的配置方法。
5. 请解释STP和RSTP协议的作用。
6. 请描述思科和华为防火墙的配置方法。
7. 请解释VPN的工作原理。
8. 请描述如何配置静态路由和动态路由。
9. 请解释什么是网络冗余和负载均衡。
10. 请描述如何配置VRRP和HSRP协议。
三、网络故障排除1. 请简述网络故障排除的基本步骤。
2. 请解释什么是环路，并说明如何检测和解决环路问题。
3. 请描述如何检测和解决IP冲突问题。
4. 请解释什么是广播风暴，并说明如何检测和解决广播风暴问题。
5. 请描述如何检测和解决网络延迟问题。
6. 请解释什么是DNS解析问题，并说明如何解决DNS解析问题。
7. 请描述如何检测和解决网络拥堵问题。
8. 请解释什么是网络钓鱼攻击，并说明如何防范网络钓鱼攻击。
9. 请描述如何检测和解决恶意软件感染问题。
10. 请解释什么是DDoS攻击，并说明如何防范DDoS攻击。
四、网络优化1. 请简述网络优化的目的和方法。
2. 请解释什么是带宽，并说明如何提高网络带宽。
3. 请描述如何配置QoS（服务质量）。
4. 请解释什么是链路聚合，并说明如何配置链路聚合。
5. 请描述如何配置VPN隧道。
常见组网设备
按是否提供智能功能分类 > 普通型、智能型
按是否提供网管功能分类 > 非网管型、网管型
按安装形式分类 > 桌面式、机架式
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集线器的安装与使用
普通集线器选择合适的位置放置，适合接线和调试观察，注意水火安全、 通风良好等。
机架式集线器必须使用厂商提供的配件正确地安装到指定类型的机架上。 集线器使用过程注意：供电良好、防雷措施、防尘防湿、不要重物堆压等。 各种集线器端口连接形式正确，操作得当。 集线器的上电初始化和工作过程中注意有关指示灯的状态变化。 智能集线器的管理与维护。
11
MODEM的安装与使用
Modem硬件的安装：根据不同类型的Modem进行不同方式的安装。 线路的连接：电话线（Line In）、数据线（串行电缆/USB电缆）。 驱动程序的安装和有关硬件参数的配置。 拨号网络Dial-Up Network的建立和设置。 网络层协议的配置和应用软件的安装。 注意外界的强干扰信号、雷雨天气禁用。
3
怎样学习网络设备的知识？
网络设备的功能是什么？ 网络设备的基本工作原理是什么？ 如何选用（设计）网络设备？ 如何评价（比较）网络设备？ 如何安装和使用网络设备？ 如何管理和配置网络设备？ 如何维护和监控网络设备？
4
物理层设备
1、调制解调器Modem
• 基于PSTN实现计算机联网的信号转换与通信设备
9
MODEM的使用方式
利用Modem和 PSTN建立起来 的网络往往称
为拨号网络 Dial-up
Network，这 种网络可按需 建立和拆除。
10
MODEM的分类
内置Modem卡：独立的可安装到总线扩展槽中的Modem。 外置Modem：具有独立供电装置的独立网络设备，连接到计算机串行口。 主板集成的Modem：直接由主机板提供。 PCMCIA Modem：笔记本电脑使用。 机架式Modem（池）：ISP使用。 无线Modem：手机GPRS/CDMA网络使用。 其他工业用Modem等。
计算机网络体系结构和网络功能的分层
计算机网络体系结构和网络功能的分层介绍计算机网络是由一组相互连接的计算机和网络设备组成，通过通信线路和交换设备相互连接，共享资源和信息。
为了有效管理和提供灵活的功能，计算机网络通常被组织成分层的体系结构。
本文将介绍计算机网络体系结构的分层以及每个层次的网络功能。
OSI模型最常用的计算机网络体系结构模型是国际标准化组织（ISO）制定的“开放式系统互连”（Open Systems Interconnection，简称OSI）模型。
该模型将计算机网络分为七个不同的层次，每个层次都有特定的功能和任务。
下面是OSI模型的七个层次：1.物理层：负责传输比特流，处理硬件的物理接口以及基本的电信号传输。
2.数据链路层：负责可靠传输数据帧，增加了流控制和差错检测等功能。
3.网络层：负责将数据分组（通常称为数据包或数据报）从源主机传输到目标主机，进行路径选择和数据包转发。
4.传输层：负责建立端到端的连接，提供数据传输的可靠性和流量控制。
5.会话层：负责建立、管理和终止不同计算机之间的会话。
6.表示层：负责数据的格式转换、加密和压缩等安全性和可读性相关的功能。
7.应用层：为用户提供各种网络应用程序，例如电子邮件、远程登录和文件传输等。
每个层次在进行通信时只与相邻的上下层进行交互，通过协议进行数据的传递和控制。
TCP/IP模型除了OSI模型外，另一个常用的计算机网络体系结构是TCP/IP模型。
TCP/IP模型是实际应用中最常见的网络体系结构，它是互联网的基础。
TCP/IP模型将计算机网络分为四个层次：1.网络接口层：负责通过物理媒介（例如以太网）传输数据，处理硬件寻址和数据包的物理传输。
2.网际层：负责将数据包从源主机传输到目标主机，进行路由选择和数据包转发。
3.运输层：负责建立端到端的连接，提供数据传输的可靠性和流量控制。
4.应用层：为用户提供各种网络应用程序，例如HTTP、FTP和DNS等。
与OSI模型相比，TCP/IP模型将会话层、表示层和应用层合并到了单一的应用层中。
常用无线局域网设备 网络设备解析
常用无线局域网设备网络设备解析在当今数字化的时代，无线局域网（WLAN）已经成为我们生活和工作中不可或缺的一部分。
无论是在家中享受无线网络带来的便利，还是在办公室中实现高效的无线办公，都离不开一系列的无线局域网设备。
这些设备相互协作，为我们构建了一个无缝连接的网络环境。
接下来，让我们一起深入了解一下常用的无线局域网设备。
首先，无线路由器无疑是无线局域网的核心设备。
它就像是一个交通枢纽，将来自互联网服务提供商（ISP）的网络信号接收进来，并以无线的方式分发给各个连接的设备。
无线路由器通常具备多个以太网端口，用于连接有线设备，如台式电脑、网络打印机等。
同时，它还支持多种无线标准，如 80211n、80211ac 甚至是最新的 80211ax（WiFi 6），以提供不同的传输速度和覆盖范围。
在选择无线路由器时，我们需要考虑多个因素。
信号覆盖范围是一个关键因素，如果您的居住或办公空间较大，可能需要选择具有更强信号发射能力或支持 Mesh 组网的路由器，以确保每个角落都能接收到稳定的信号。
传输速度也很重要，如果您有大量的数据传输需求，如高清视频播放、在线游戏等，那么选择支持更高传输速率的路由器将能带来更好的体验。
此外，路由器的安全性也是不容忽视的，它应该具备防火墙、WPA/WPA2 加密等功能，以保护您的网络免受未经授权的访问。
无线接入点（AP）是另一种常见的无线局域网设备。
在一些大型场所，如商场、学校、企业办公室等，单个无线路由器的覆盖范围可能无法满足需求，这时就需要部署多个无线接入点来扩展网络覆盖。
无线接入点可以通过有线方式连接到网络，然后将网络信号以无线的形式发射出去。
与无线路由器不同的是，无线接入点通常不具备路由功能，它的主要作用就是提供无线网络接入。
对于无线接入点的选择，需要根据覆盖区域的大小、用户数量以及网络需求来决定。
有些无线接入点支持 PoE（以太网供电），这使得安装和部署更加方便，无需为每个接入点单独铺设电源线。
osi七层模型的定义和各层功能
OSI七层模型的定义和各层功能随着网络技术的不断发展，我们的生活已经离不开网络了。
而OSI七层模型是计算机网络体系结构的实质标准，它将计算机网络协议的通信功能分为七层，每一层都有着独特的功能和作用。
下面，我将以此为主题，深入探讨OSI七层模型的定义和各层功能。
1. 第一层：物理层在OSI七层模型中，物理层是最底层的一层，它主要负责传输比特流（Bit Flow）。
物理层的功能包括数据传输方式、电压标准、传输介质等。
如果物理层存在问题，整个网络都无法正常工作。
2. 第二层：数据链路层数据链路层负责对物理层传输的数据进行拆分，然后以帧的形式传输。
它的功能包括数据帧的封装、透明传输、差错检测和纠正等。
数据链路层是网络通信的基础，能够确保数据的可靠传输。
3. 第三层：网络层网络层的主要功能是为数据包选择合适的路由和进行转发。
它负责处理数据包的分组、寻址、路由选择和逻辑传输等。
网络层的存在让不同的网络之间能够互联互通，实现数据的全球传输。
4. 第四层：传输层传输层的功能是在网络中为两个端系统之间的数据传输提供可靠的连接。
它通过TCP、UDP等协议实现数据的可靠传输、分节与重组、流量控制、差错检测和纠正等。
5. 第五层：会话层会话层负责建立、管理和结束会话。
它的功能包括让在网络中的不同应用之间建立会话、同步数据传输和管理数据交换等。
6. 第六层：表示层表示层的作用是把数据转换成能被接收方识别的格式，然后进行数据的加密、压缩和解压缩等。
7. 第七层：应用层应用层是OSI模型中的最顶层，它为用户提供网络服务，包括文件传输、电流信箱、文件共享等。
应用层是用户与网络的接口，用户的各种应用软件通过应用层与网络进行通信。
OSI七层模型是计算机网络体系结构的基本标准，它将通信协议的功能划分为七层以便管理和开发。
每一层都有独特的功能和作用，共同构成了完整的网络通信体系。
只有了解并理解这些层次的功能，我们才能更好地利用网络资源，提高网络效率。
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物理层设备-集线器
• 功能
–负责在两个节点的物理层上按比特传递信息， 完成信号的整形、放大和复制功能，以此来延 长网络的长度。
• 特点：
–所有用户共享10M带宽 –任何用户发送数据时，所有用户都可以接收到 –在某一时刻只允许一个用户传输数据
课程议题
数据链路层互联设 备
网络适配器（Adapter）
M2031
图1 堆叠模 块M 2 03 1前面板
链路带宽2.66G
交换机性能参数
• 背板带宽
– 24X100MX2＝4.8G – S2126G 12.8G
• 包转发率
– S2126G – 8K 6.6MPPS
• MAC地址表大小 • 线速交换
– 1,000Mbps/8bit/(64 + 8 + 12)byte=1,488,095pps
IDS应用
IDS典型应用图
IDS
• 三层交换机与路由器在转发操作上的主 要区别在于其实现的方式：
– 三层交换机通过硬件实现查找和转发 – 传统路由器通过微处理器上运行的软件实现 查找和转发 – 三层交换机的转发路由表与路由器一样，需 要软件通过路由协议来建立和维护
课程议题
应用层互联设备
应用层互联设备–防火墙
• 防火墙作用
–一方面阻止来自因特网的对受保护网 络的未授权或未验证的访问，另一方 面允许内部网络的用户对因特网进行 Web访问或收发E-mail等。 –防火墙也可以作为一个访问因特网的 权限控制关口，如允许组织内的特定 的人可以访问因特网。
–是介于直通式和存储转发式之间的一种解决方 案，它检查数据包的长度是否够64 Bytes （512bit）如果小于64 Bytes，说明该包是碎 片（即在信息发送过程中由于冲突而产生的残 缺不全的帧），则丢弃该包，如果大于64 Bytes，则发送该包。该方式的数据处理速度比 存储转发方式快，但比直通式慢。
课程议题
网络层互联设备
什么是路由
选择一个将数据包发往某个目标网段或主机的路 径就是路由的过程。
10.1.1. 0
172.16.1.0
路由器的功能
• 作用
– 实现不同IP网段主机间的相互访问 – 实现不同通信协议网段主机间的相互访问 – 不转发广播数据包
• 功能
– 基于IP地址的寻径和转发 – 不同通信协议的转换 – 特定IP数据包的分片和重组
–在大型网络环境下，依靠路由协议比如OSPF、 RIP路由协议学习
路由器接口
• 配置接口
– Console口 – AUX口
路由器接口
• 局域网接口
– AUI接口 – RJ-45接口 – SC接口
路由器接口
• 广域网接口
– 高速同步串口 – 异步串口 – ISDN BRI端口
路由器的硬件连接
• 路由器与局域网的连接
• 特点
–现在的许多防火墙同时还具有一些其 他特点，如进行身份鉴别，对信息进 行安全（加密）处理等等。
防火墙
• 防火墙的工作模式
– 路由模式 – 网桥模式
• 防火墙的Internal内部网络
–External外部网络 –DMZ (demilitarized zone)非军事停火区 –接口类型
防火墙应用
IDS/IPS
• IDS—入侵检测系统
– 对流经内网的数据根据既定的规则进行安全检 测，如有安全事件则发出安全警告。 – 根据特征库的更新，可以检测出常见病毒、攻 击、木马、系统漏洞
• IPS—入侵防御系统
– 对流经内网的数据根据既定的规则进行安全检 测，对于非法数据包进行安全过滤，保证内网 安全地接入外网。
交换机互连方式
• 级联：
– 交换机之间利用以太网接口连接起来 –扩展网络范围 –单链路带宽瓶颈 –延时大
• 堆叠:
–通过堆叠线缆将交换机的背板连接起来，扩 大级联带宽 –堆叠线缆短（1米） –解决带宽瓶颈（单链路1G或更大）
堆叠－菊花链
链路带宽1G 锐捷交换机支持最多8台交换机堆叠
堆叠-主从式
• 网络适配器（网卡）
– 网络适配器属于数据链路层设备
• MAC地址
– 每个网卡芯片都会烧录一个全球唯一的MAC地 址
• 网卡速率
– 10、100、1000M自适应
• 双工模式
– 支持全双工、半双式、自适应
数据链路层设备—以太网交换机
• 特点
–以太网交换机是一种具有简化、低价、高 性能和高端口密集特点的网络产品。 –二层交换机属数据链路层设备，可以识别 数据包中的MAC地址信息，根据MAC地址进 行转发，并将这些MAC地址与对应的端口记 录在自己内部的一个地址表中。
• 工作机制
– CSMA/CD：载波侦听、多路访问、冲突检测
物理层设备—集线器
PC A PC B 冲突域 听 随机秒数 数据 冲突 PC C 听 数据 PC D
现在的情况是PCA和PCC都要发数据,但是两人刚才都检测到HUB上是空闲的.那么两 人都发.结果发生了冲突.两人都同时启动BACK OFF动作.随机的生成一个秒数,再 发数据包.如果再与其他PC发送的数据包冲突.那么再次BACK OFF,BACK OFF一共可 进行15次.
转发
从F1口发
从F2口发
路由表的产生方式----直连路由
1.1.2.0 1.1.1.0
1.1.3.0
路由器会自动生成本路由器激活端口所在网段的路由条目
路由表的产生方式----静态路由
在简单拓扑结构的网络里，网络管理员手动输入路由条目。
路由表产生的方式----动态路由
• 动态路由协议学习到的路由
– 100Mbps FastEthernet: – 100BaseTX----使用5类UTP或1类STP，传输 100M，距离100米。 – 100BaseFX----使用光纤，传输100M，距离 550米。
路由器的硬件连接
• 路由器与局域网的连接
– 在DCE端必须配置时钟频率
• Router(config-if)#Clock rate 64000
A
0260.8c01.1111
B F0/1 F0/2 F0/3 F0/4
0260.8c01.3333
C
0260.8c01.2222
D
0260.8c01.4444
主机之间互相发送数据，交换机会学习数据帧的源MAC地址。
交换机帧转发原理（一）
MAC地址表 MAC地址表
A
0260.8c01.1111 F0/1: F0/2: F0/3: F0/4: 0260.8c01.1111 0260.8c01.2222 0260.8c01.3333 0260.8c01.4444
课程议题
物理层互联设备
共享式以太网
PC A 数据 空闲 听 PC B
PC C
PC D
当PCA要发一个数据包给PCD的时候,首先PCA要先听HUB的链路上是否有数 据在跑,如果有那么PCA等待,如果没有那么PCA将数据包发出.这样的做法 是由于HUB上的链路是共享的,所以采用了发数据包之前先进行冲突检测 的方法,那么我们称为CSMA/CD.
交换机MAC地址表学习（一）
MAC 地址表
A
0260.8c01.1111
B F0/1 F0/2 F0/3 F0/4
0260.8c01.3333
C
0260.8c01.2222
D
0260.8c01.4444
交换机初始化时MAC地址表是空的。
交换机MAC地址表学习（二）
MAC 地址表
F0/1: 0260.8c01.1111
B
0260.8c01.3333
F0/1
F0/3
C
0260.8c01.2222
F0/2
X X F0/4
D
0260.8c01.4444
• 已知单播帧
– 过滤操作Filtering
交换机帧转发原理（二）
MAC 地址表
A
0260.8c01.1111 F0/1: F0/2: F0/3: F0/4: 0260.8c01.1111 0260.8c01.2222 0260.8c01.3333 0260.8c01.4444
–是计算机网络领域使用得最为广泛的技术之一， 在这种工作方式下．交换机的控制器先缓存输 入到端口的数据包，然后进行CRC校验，滤掉不 正确的帧，确认包正确后，取出目的地址，通 过内部的地址表确定相应的输出端口，然后把 数据包转发到输出端口。
无碎片直通式
• 无碎片直通（Fragment Free Through）过 程
端接用户设备 DTE DTE
DCE 服务提供商
路由器的硬件连接
• ISDN
– ISDN BRI S/T
• 必须外接NT1终端设备，再由NT1连接电话线
– ISDN BRI U
• 已包含NT1终端设备，直接连接电话线
三层交换机
• 在逻辑上
– 三层交换和路由是等同的，三层交换的过程 就是IP报文选路的过程。
路由器转发数据过程
1、路由器从接口收到数
据包，读取数据包里的 目的IP地址 2、根据目的IP地址信息 查找路由表进行匹配 3、匹配成功后，按照路 由表中转发信息进行转 发 4、匹配失败，将数据包 丢弃，并向源发送方反 回错误信息报文
Packet
路由表
目的网段 方式 192.168.1.0 出 192.168.2.0 出 172.16.1.0 交给B
ห้องสมุดไป่ตู้通式
• 直通式（Cut Through）方式处理过程
–在输入端口检测到一个数据包后，只检查其包 头，取出目的地址，通过内部的地址表确定相 应的输出端口，然后把数据包转发到输出端 口．这样就完成了交换。因为它只检查数据包 的包头（通常只检查14个字节）。