網絡基礎概念


由於身處一家網絡公司,日常項目中涉及到的網絡概念較多,恰逢之后公司組織相關培訓。借此機會,打算寫下一系列文章用於之后梳理並回顧。文章主要涉及 NA,NP 中所覆蓋的知識。由於網絡分為較多方向,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。

在網絡界,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,在閱讀本文后,應該了解以下內容:

  1. 了解網絡的組成?
  2. 衡量網絡的指標?
  3. 不同應用程序對網絡的要求?

什么是網絡?

網絡的組成

先看一下網絡的組成組件:

主要分為 4 大類:

  • 終端設備:產生和接受數據的設備,如 PC ,服務器,電話
  • 中間設備:常見叫法為2,3層設備,如 2 層設備交換機,3層設備路由器
  • 媒介:數據傳輸時的媒介,如無線,線纜,光纖。
  • 服務:如應用服務器,taobao,QQ 等

由此可見,網絡就是由上述設備組成,在其中進行數據產生,轉發的過程。在討論網絡時,一般討論的都是企業網絡,下面是常見的一張企業網絡的架構圖。

從圖中我們可以看到,網絡的大體架構由,終端設備,接入層設備(交換機,用於將設備接入),轉發層設備(路由器)和數據中心組成。舉例子來說,如果左下角的同學 A 想要和右上角的同學 B 同學通信,則需要經歷如下過程:

  1. 通過接入層設備接入企業內網
  2. 通過核心層設備,將數據轉發至 ISP(服務提供商,如聯通電信等)
  3. ISP 將數據轉發至同學 B 所在核心層設備。
  4. B 所在核心層設備轉發至接入層設備。
  5. 接入層設備轉發給用戶B。

接口類型

設備連入的端口,稱為接口,下面是常見的接口類型。

接口名稱 速度
Ethernet 10M
Fast Ethernet 100M
GigabitEthernet 1000M
10GigabitEthernet 10000M
40GigabitEthernet 40000M
100GigabitEthernet 1000000M
Serial - 串行口

衡量網絡的主要指標

在討論或者設計一個網絡架構是,往往會在如下的方面進行討論:

帶寬

表示數據的發送速率,單位為比特每秒(b/s),意思為一秒鍾發送的比特數,因此帶寬又稱為比特率。(以太網: 10Mbps, 快速以太網:100Mbps)

可用性與可靠性:

拓展性:

在設計網絡架構時,要考慮到可拓展性,公司的人數會隨着時間增加。

安全性:

數據傳輸和存儲的安全。

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,然后對其進行限制設置上限,防止一個服務占用過大的帶寬,造成其他服務無法正常訪問。

開銷(Cost):

設備及搭建網絡的費用。

虛擬化:

將一個物理設備虛擬化成多個虛擬設備,例如交換機,路由器等。

拓撲:

物理拓撲:實際設備之間的物理連接的布局,稱為物理拓撲。

物理之間拓撲的比較:

拓撲類型 優點
總線拓撲 1. 所用電纜少
2. 結構簡單
3. 易於擴充
4. 布線方便
1. 傳輸距離有限,通信范圍受到限制
2.故障診斷和隔離較困難
3.所有數據經過總線傳送,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,將影響整個網絡
環形拓撲 1. 增加或減少工作站時,僅需要簡單的連接操作
2. 電纜長度短
3. 傳輸延遲確定
1. 傳輸距離有限,通信范圍受到限制
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,整個網絡將癱瘓
星型拓撲-局域網較為常見 1. 集中控制,控制簡單
2. 故障診斷和隔離容易
3. 網絡延遲短
1. 中央節點的負擔較重,形成瓶頸
2. 各節點的分布處理能力較低
3. 網絡共享能里較差
部分網狀拓撲-廣域網常見 1. 系統可靠性高,比較容易擴展 1. 結構復雜,每一結點都與多點進行連結
2. 因此必須采用路由算法和流量控制方法。

邏輯拓撲:以數據轉發的過程為側重,描述節點之間數據的轉發過程。

應用程序流量分類

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

總結

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


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