软考中级网络工程师全面学习笔记(近4万字)

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中级网工考试笔记（涉及表格用图片代替4万字左右）

第一章 计算机基础知识

一、数据表示

（一） 定点和浮点和整数

  • 定点表示法表示的数(称为定点数)常分为定点整数和定点小数两种
  • 定点表示法中，小数点不需要占用一个存储位
  • 浮点表示法用阶码和尾数来表示数，称为浮点数
  • 在总位数相同的情况下，浮点表示法可以表示更大的数
  • 定点整数的最大值为：2n-1-1
  • 定点小数的最大值为：1-2-(n-1)

二、逻辑计算机

  • 黑盒测试注重于测试软件的功能性需求，黑盒测试试图发现以下类型的错误：功能错误或遗漏、界面错误数据结构或外部数据库访问错误、性能错误、初始化和终止错误

三、计算机系统组成与体系

（一）中央处理器CUP

  • ALU运算器、通用寄存器、状态寄存器、程序技术器、累加器等部件都是属于CPU中的部件
  • CPU产生每条指令的操作信号并将操作信号送往相应的部件进行控制
  • 程序计数器PC除了存放指令地址，不可以临时存储算术/逻辑运算结果
  • CPU中的控制器决定计算机运行过程的自动化
  • 指令译码器是CPU控制器中的部件
  • 在CPU中用于跟踪指令地址的寄存器是(程序计数器（PC）(属于CUP的控制器组成部件)
  • 通用寄存器常用于暂存运算器需要的数据或运算结果
  • 地址寄存器(MAR)和数据寄存器(MDR)用于访问内存时的地址和数据暂存
  • 指令寄存器（IR）用于暂存正在执行的指令
  • 在CPU中，常用来为ALU执行算术逻辑运算提供数据并暂存运算结果的寄存器是(累加寄存器)中
  • 计算机CPU对其访问速度最快的是（通用寄存器）
  • 加法器是算术逻辑运算单元的部件
  • 指令系统采用不同的寻址方式的目的是（扩大寻址控件并提高编程灵活性）
  • 为便于实现多级中断嵌套，使用（堆栈）来保护断点和现场最有效
  • CPU的中断响应时间指的是（从发出中断请求到开始进入中断处理程序）
  • 最大吞吐率取决于流水线中最慢一段所需的时间
  • 如果流水线出现断流，加速比会明显下降
  • 要使加速比和效率最大化应该对流水线各级采用相同的运行时间
  • 流水线采用异步控制并不会给流水线性能带来改善，反而会增加控制电路的复杂性

（二）组成原理

  • I/O接口编制分为：统一编制，单独编制。统一编制通过访问内存单元的指令访问I/O接口。单独编制需要设置专门的I/O指令访问I/O接口
  • 在计算机系统中采用总线结构，便于实现系统的积木化构造，同时可以（减少信息传输的数量）
  • 流水线方式不可以提高指令的执行速度
  • 总线宽度是指总线的线数，即数据信号的并行传输能力，也体现总线占用的物理空间和成本；总线的带宽是指总线的最大数据传输率，即每秒传输的数据总量。总线宽度与时钟频率共同决定了总线的带宽。
  • 带宽(MB/S）=时钟频率(MHz)/时钟周期×总线宽度(bit)/8
  • 并行总线适合近距离高速数据传输
  • 串行总线适合长距离数据传输
  • 单总线结构在一个总线上适应不同种类的设备，但无法达到高的性能要求
  • 专用总线在设计上可以与连接设备实现最佳匹配

（三）硬件基础

  • SSD实质上是（Flash）存储器
  • (相联存储器)是指按内容访问的存储器

（四）计算机系统基础

  • 计算机指令一般包括操作码和地址码两部分，为分析执行的一条指令，其中操作码和地址码都应存入指令寄存器（IR）中
  • 指令寄存器的位数取决于( 指令字长 )。

（五）设备管理

  • 若某计算机系统的I/0接口与主存采用统一编制，则输入操作是通过（访存）指令来完成的

四、总线系统

  • 1．广义地讲，任何连接两个以上电子元器件的导线都可以称为总线。通常可分为4类:
  • ①芯片内总线。用于在集成电路芯片内部各部分的连接。
  • ②元件级总线。用于一块电路板内各元器件的连接。
  • ③内总线，又称系统总线。用于构成计算机各组成部分(CPU、内存和接口等)的连接。
  • ④外总线，又称通信总线。用计算机与外设或计算机与计算机的连接或通信。
  • 连接处理机的处理器、存储器及其他部件的总线属于内总线，按总线上所传送的内容分为数据总线、地址总线和控制总线
  • CUP响应DMA请求是在一个总线周期结束时
  • 总线：并行总线适合近距离高速数据传输；串行总线适合长距离数据传输；专用总线在设计上可以与连接设备实现最佳匹配

五、指令系统

1、指令由操作码和地址码组成，指令长度分为固定长度和可变长度两种
2、立即寻址：指令的地址码字段给出的不是操作数的地址而是操作数本身。其特点是访问一次存储器就可同时去除指令和操作数
3、变址寻址：操作数的地址由某个变址寄存器的内容和位移量相加
4、直接寻址（寄存器寻址）：指令的地址码字段给出操作数所在存储单元地址（寄存器号）
5、间接寻址（寄存器间接寻址）：操作数的地址是主存（寄存器）中的存储单元的内容

六、CISC与RISC指令

七、计算机分类（Flynn）

八、流水线

执行指令三个阶段:取指–>分析- >执行
流水线周期等于执行时间最长的那个指令周期(最大值)★
流水线执行时间=(t取指+t分析+ t执行) +(总指令数- 1)*流水线周期★
未采用流水线执行时间=(t取指+t分析+ t执行) *总指令数
流水线建立之后,接下来每一个流水线周期后都会完成-条指令★
例:-条指令为取指、分析和执行取值时间为t,分析时间为2t,执行时间为t为例,那么流水
线周期为?执行3条指令的全部时间为:

九、存储系统

（一）硬盘

  • 磁盘调度管理中，通常先进行移臂调度，再进行旋转调度

（二）Cache

  • Cache的功能：提高CPU数据输入输出的速率，突破所谓的“冯诺依曼瓶颈”，即CPU与存储系统间数据传送宽带限制
  • 在计算机的存储体系中，Cache是访问速度最快的层次
  • 使用Cache改善系统性能的依据是程序的局部性原理
  • 如果以h代表Cache的访问命中率，t1表示Cache的周期时间，t2表示主存储器时间，以读操作为例，使用“Cache+主存储器”的系统平均周期为t3，则：
  • t3=h×t1+(1-h)×t2
  • 其中（1-h）又称为失效率（未命中率）
  • Cache的设计思想是在合理成本下提高命中率
  • Cache和主存之间的映射交换，由硬件自动完成。

（三）RAID技术

  • RAID 0磁盘利用率100%
  • RAID 1利用率50%，
  • RAID 5磁盘利用率(N-1)/N，N最小取3。
  • RAID 6磁盘利用率(N-2)/N，N最小为4。

（四）主存储器

  • 主存储器简称为主存、内存，设在主机内或主机板上，用来存放机器当前运行所需要的程序和数据，以便向CPU提供信息。相对于外存，其特点是容量小速度快。
  • 主存储器主要由存储体、控制线路、地址寄存器、数据寄存器和地址译码电路等部分组成。
  • 计算机系统的主存主要是由（DRAM）构成
  • 计算机采用分级存储体系的主要目的是为了解决存储容量、成本和速度之间的矛盾
  • 随机访问存储器(RAM)有两类：静态的(SRAM)和动态的(DRAM), SRAM 比DRAM速度更快，但也贵得多。SRAM用来作为高速缓冲存储器(Cache), DRAM 用来作为主存及图形系统的帧缓冲区。SRAM将每个位存储在一个双稳态的存储器单元中，DRAM将每个位存储为对一个电容的充电，由于电容非常小，在10〜l00ms时间内会失去电荷，所以需要周期性地刷新充电以保持信息。
  • EEPROM是电可擦除可编程只读存储器。

（五）存储系统的存取方式

（六）内部存储与外部存储

  • 常见的虚拟存储器由（主存-辅存）两级存储器组成
  • 栈区和堆区也称为动态数据区，全局变量的存储空间时候静态数据区

十、系统的可靠性

失效率:产生故障的概率。
平均无故障时间MTBF :相邻两个故障间隔时间的平均值,越大越好。
平均故障修复时间MTTR :修复一次故障所时间的平均值,越小越好。
可用性:系统的可靠性。

第二章 计算机网络

一、计算机网络概率

1．计算机网络是通过通信线路和通信设备连接的许多的分散独立工作的计算机系统，遵从一定的协议用软件实现资源共享的系统
2．组成分为硬件、软件、协议三部分，协议为计算机网络中进行数据交换而建立的规则、标准或约定的集合
3．协议分为国际标准OSI/RM七层协议和公认标准TCP/IP四层协议(或五层)。TCP/IP协议簇，包括一系列常用协议

二、计算机网络的分类

1．(1)按分布范围：分为局域网、城域网、广域网。(2)按拓扑结构：分为星型、环型、树型等。(3)其他分类：公用网与专用网；通信网ISP与信息网ICP；校园网与企业网；骨干网与接入网；有线网与无线网等
2．局(LAN)、城(MAN)、广(WAN)域网对比

三、网络协议协议结构

1．OSI/RM（开放系统互联参考模型） 七层是应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层、物理层。
2．TCP/IP（因特网传输协议）四层是应用层、传输层、互联网层、网络接口层。也有五层说法，网络接口层分为物理层、数据链路层。


3．7层协议图：

四、计算机网络传输过程

1．网络数据传输过程——解封装、数据封装

第三章 知识产权与标准化

一、知识产权

第四章 数据通信基础

一、数据通信

1．基本概念：信源、信道、信宿；数字信号、模拟信号；模拟通信、数字通信（信道中传送）
2．光纤传输测试指标中，回波消耗是指信号反射引起的衰减

二、数据通信计算

1．模拟信道带宽计算：W=f2-f1,其中f1是低频，f2是高频。物理介质做成，带宽就固定了
2．数字信道带宽计算：尼奎斯特定律（无噪声）：
W:带宽 B:码元速率、波特率 n:信号量（位bit） N:码元种类 R:数据速率（bit/s）

  • 码元速率：B=2W
  • 码元种类：n=log2N
  • 数据速率：R=Blog2N=2Wlog2N
  • 对数计算：N=4,log24=log2(22)=2
    3．数字信道带宽计算：香农定律（有噪声）
    C:数据速率 W:信道带宽 S：信号平均功率 N：噪声的平均功率 S/B:信噪比（一般dB表示）
  • 香农定律：C=Wlog2(1+S/N)
  • 信噪比公式：dB=10lg(S/N)
    4．数据速率（R）=每秒钟传送X个字符×(a+b+c+d)；其中，每秒钟传输的X字符=有效速率/b位数据位;其中B=1/T;1s=106us;eg:周期为125us,即B=1000000/125=8000Hz
    5．采用曼彻斯特编码方式的数字通信中，波特率是数据速率的2倍
    6．常用单位换算和数据
  • 1B=8b
  • 1s=103ms=106us
  • 通信换算进率1000 1G=1000M 存储换算进率1024 1G=1024M
  • 电缆延迟：200m/us(光速300m/us的70%)(200km/ms,200000km/s)
    卫星延迟：270ms(来回)

三、通信传输介质

1．同轴电缆：分为粗同轴电缆、细同轴电缆。传送距离长，信号稳定，常用语电视监视系统，音响设备传送音。数字信号（基带），模拟信号（带宽）
2．光纤（光缆）:分为单模光纤SMF(采用ILD激光二极管)、多模光纤MMF（采用LED发光二极管）对比：单模：高贵细远
3．无线信道：分无线电波和红外光波

四、数据调制与编码

1．模拟信道调制：分为调幅ASK（高低）、调频FSK（疏密）、调相PSK（屁股）、正交调幅QAM

2．数字信道编码：分为采用（2倍）、量化（等级）、编码（二进制）三个步骤
3．常见调制技术与默认码元数：n=log2N

4．单击性码、极性码、双极性码、归零码、双相码、不归零码、曼彻斯特编码(不需要额外的传输同步信号)、差分曼彻斯特编码

5．E1信道的数据速率是（2.048Mb/s），E1的控制开销占2/32,数据开销为30/32,E1基本帧的传送时间为125us,其中每个话音信道的数据速率是(64Kb/s)，有效的是54Kb/s T1载波的数据速率是==1.544Mb/s
6．==各种编码效率：

  • Manchester编码是一种双相码，运用在以太网中，提供了比特同步信息
  • ==4B/5B效率80%==用于百兆以太网,用于100Base-FX、100Base-TX、FDDI
  • 8B/10B效率80% 用于千兆以太网
  • 8B/6T:编码效率为80%，用于100Base-T4
  • ==曼码和差分曼码效率50%==用于以太网
  • BAMI:2/3
  • NRZI:100%

五、数据通信方式

1．通信方向：单工（电视）、全双工（手机）、半双工（对讲机）
2．传输方式：异步传输（发邮件什么时候下载都可以，不需要同步）（数据小、距离远、速率慢）、同步传输（两端同时工作）（数据大、距离近、高速率）

六、数据交换方式

1．电路交换：优点：独占性、实时性，适合传输大量的数据；缺点：需建立一条物理连接，利用率低（早期的电话系统）
2．报文交换：优点：不需要专用通达，线路利用率高，存储转发节点可校验纠错；缺点：有通信时延。比如物流包裹
3．分组交换：优点：利用率更高、可选路径、数据率转换、支持优先级；缺点：时延、开销大。比如邮局寄信。又分为数据报和虚电路

  • 分组数据报：单向传送、无连接的。如普通信
  • 分组虚电路：交互式、逻辑链接。如挂号信

七、多路复用技术

1．频分复用FDM：不同的频率，子信道隔离频带防串扰，如CATV，WIFI。
2．时分复用TDM：不同的时间，轮流占用，如手枪、手机。分为同步时分T1、E1； 统计时分，如ATM。
3．波分复用WDM：不同的波长，如光纤。

八、数字传输标准

1．T1标准：1.544Mbps、125us=8000次。1.544Mbps=[24*(7+1)+1]8000。T2=4T1;T3=7T2;T4=6T3(T476)（美国和日本采用的标准）
2．E1标准（时分复用TDM）：2.048Mbps、125us=8000次。2.048Mbps=3288000。CH0和CH16控制信令，30个话音数据。E2=4E1;E3=4E2;E4=4E3(口诀：E444)（中国和欧洲）
3．SONET标准(美国制定)和SDH标准(国际标准)：用于光纤网络。155.520（OC-3:155.520 155Mbps;OC-12:155.5204 4*155Mbps；OC-1:OC-3除以3）

九、数据检错纠错

1．检错码：奇偶校验看1的个数是奇数/偶数。只能检错不能纠错。移动通信广泛采用。
2．一对有效码字之间的海明距离是( 两个码字之间不同的比特数 )
3．海明码：在数据位m后面增加冗余校验位k，组成信息m+k，则满足m+k＜2k-1可纠正一位错误(一位一位纠正可）。不但检错还能纠错。
码距d:也叫海明距离，两个码字之间不同的最小的位数（比特数）
可以查出多少位错误：≤d-1
可以纠正多少位错误：<d/2
4．CRC码：冗余循环校验码，是一种循环码，通过循环位移，实现检错，硬件容易实现，广泛用于于局域网。只能检错不能纠错

第五章 广域网通信网

一、广域网概念和分类

1．广域网是指长距离跨地区的各种局域网、计算机、终端互联在一起，组成一个资源共享的通信网络。
2．传统广域网和现代广域网

二、公共交换电话网PSTN

1．公共交换电话网PSTN：利用电话线上网，早期是电话+“猫”拨号上网。
2．调制解调器Modem：俗称“猫”，作用是把电话线里面的模拟信号和数字信号互相转换，V.90标准可以达到56Kb/s。（电话猫、电视猫、电力猫、光纤猫等）
3．数据终端设备DTE，如用户的计算机、电话等。数据电路设备DCE，如调制解调器。DTE和DCE两端要同步

三、公共数据网X.25

1．X.25使用分组交换，分为三层：物理层、链路层、分组层。对应于OSI的低三层。采用虚拟电路、面向连接的。采用后退N帧ARQ、滑动窗口默认2。
2．流量控制技术：协调收发端流量。==假设没有传输错误的流控技术：==停等协议。发送一帧，等到应答，再发送；如果不应答，一直等。类似银行柜台存钱，一个个存钱
3．==假设没有传输错误的流控技术：==滑动窗口协议。连续发送多个帧而无需应答。类似银行ATM机，一沓一沓存钱
4．差错控制技术：检查和纠正传输错误。

  • ①肯定应答：收到肯定应答信号ACK继续发送。
  • ②否定应答重发：收到否定应答信号NAK重发出错帧。
  • ③超时重发：超过规定时间重发该帧。这种技术称为自动请求重发ARQ。
    5．ARQ分为三种：停等ARQ、选择重发ARQ、后退N帧ARQ。
  • 停等ARQ：是停等流控和ARQ结合。类似银行柜台存钱，手续齐全办理，叫号等时间长下一位，忘带身份证不办理。
  • 选择重发ARQ：是滑动窗口和ARQ结合。类似银行ATM一沓一沓存钱，这张是假币，选择这一张重发。如卫星通信
  • 后退N帧ARQ：也是滑动窗口和ARQ结合。类似银行验钞机一沓一沓数钱，这张是假币，选择这一张包括后面的都要重发
    6．各种流控和差错利用率计算如下。
  • ①常数a值的计算：a=(d/v)/(L/R)=(RT)/L=(Rd/v)/L
    R=数据速率，d=线路长度，v=传播速度，L=帧长，T=传播迟延
  • ②效率E值的计算：停等协议：E=1/(2a+1)
    滑动窗口：E=W/(2a+1
  • ③窗口W值的计算：==选择ARQ：W≤2k-1
  • 后退ARQ：W≤2k-1
    高级数据链路控制协议HDLC：面向比特的==。通常使用CRC-16、CRC-32校验。帧边界01111110 “两头踢皮球”。用户数据字段INFO大小.不固定固定大小的滑动窗口协议用在数据链层的HDLC中
  • 在HDLC协议中，如果监控帧中采用SERJ应答，表明差错控制机制为选择重发
  • 采电HDLC协议进行数据传输时，RNR5表明下一个接收的帧编号应为5，但接收器末准备好，暂停接收

四、帧中继网FR

1．帧中继FR是X.25演变改进的。

  • 工作在OSI的低两层，即物理层和链路层。
  • 在第二层建立虚电路（与X.25一样，也支持永久虚电路PVC和交换虚电路SVC），承载数据业务，因而第三层被简化了。也是分组交换。
  • 提供面对连接的服务；一种高效的数据链路技术；利用了光纤通信和数字网络技术的优势
  • FR只做检错，不再重传，没有流控，只有拥塞控制，检错交高层。

2．帧中继主要优点有

  • 基于分组（帧）交换的透明传输，可提供面向连接的服务
  • 帧长可变，长度可达1600~4096字节，可以承 载各种局域网的数据帧。
  • 数据速率可这2~45Mbps
  • 既可以接需要提供带宽，也可以应付突发的数据传输
  • 没有流控和重传机制，开销很少

五、综合业务数据网ISDN

1．综合业务数据网ISDN：基于电路交换，把数据、声音、视频信号三合一传输。

  • ISDN两种速率：
    N-ISDN基本速率BRI(2B+D)(主要是家庭)(144Kb/s)
    N-ISDN基群速率（主速率接口）PRI(30B+D)(主要是企业)(2048Kb/s)（组成ISDN称为：B-ISDN PRI（宽带-ISDN-基群速率））（B代表宽带，N代表窄带）
  • B信道数据信道；D信道控制信道
    2B+D=264+16=144Kb/s
    30B+D=30    64+64=1.984Mb/s（近似E1）

六、异步传输模式ATM

1．异步传输模式ATM:最早是B-ISDN标准的一部分，分为四层模式

2．ATM采用53字节信元分组交换，使用统计时分TDM。采用双绞线或光纤，典型数据速率155M，面向连接，使用虚电路的虚通路VPI和虚信道VCI
3．ATM业务类型

第六章 局域网和城域网

一、局域网体系和标准

1、局域网的概念：单一机构拥有计算机网络，中等规模地理范围，实现设备互联、信息交换和资源共享
2、LAN/MAN的IEEE802标准，重点掌握：802.3(CSMA/CD)、802.11(无线局域网)、802.16(无线城域网)

二、数据链路LLC和MAC

1、逻辑链路控制LLC：目的是屏蔽不同的介质访问控制方法，以向高层(网络层)提供统一的服务和接口。LLC地址是SAP(服务访问点)。这个标准与HDLC是兼容的，无帧校验字段，放到了MAC层。同时提供目标地址和源地址字段。

1、当源地址/目的地址中：I/G=0是单地址，等于1是组地址；
当控制字段中C/R=0是命令，等于1是响应
在LLC2中，管理帧I：信息；管理帧中RR:接收准备好；RNR接收未准备好；REJ:拒接
2、介质访问控制MAC：其中，长度字段表示数据实际长度，最大1500。同时还可以表示上层协议类型，1501以上的值

3、MAC地址：采用16进制数表示，共6B(48位),有IEEE和厂家烧制到网卡上
4、CSMA/CD协议：载波监听多路访问/冲突检测。是分布式介质访问控制方法

5、最小帧长计算：为了检测到冲突。L=2R×d/v其中，R为网络数据速率，d为最大段长，v为信号传播速度。
6、二进制后退指数算法

  • 考虑网络负载变化；
  • 后退次数和负载大小有关。
  • 重发次数最大为16，然后上报高层协议。

三、交换式以太网

1、概念:以太网：早期的802.3局域网，10Mbps。来源于光在空气中传播的介质“以太（ether）”，由此得名“以太网”寓意无处不在的网络。
2、交换式以太网核心部件是交换机，有一个高速底板，插上一些插槽，插槽上有一些连接器，用于连接10M网卡的主机。如：E0/0，F0/1，（插槽/接口）；G0/0/0（插槽/模块/接口）
E：以太网，F：快速以太网，G吉比特以太网
3、以太网交换机连接的一组工作站，组成了一个广播域，但不是一个冲突域
4、双绞线分为交叉双绞线和直通双绞线；同种设备连接用交叉双绞线(PC和路由器，服务器与服务器等)；不同种设备用直通线(PC与交换机，服务器与交换机)

四、高速以太网

1、快速以太网：802.3u标准，速率可到 100M，100Base-T/F规范。FLP快速链路脉冲；T表示双绞线，F表示光纤

2、千兆以太网：802.3z标准，速率可到 1Gbps，兼容10M/100M以太网。帧突发

3、万兆以太网：802.3ae标准，速率可 达万兆（10Gbps），只支持光纤，只支持全双工，不再采用CSMA/CD，可用于城域网

五、虚拟局域网 VLAN

1、虚拟局域网VLAN概念：根据管理功能、组织机构或应用类型，对物理网络进行分 段而形成的逻辑网络，与用户的物理位置无关

2、VLAN划分方式：①静态分配VLAN：基于端口。②动态分配VLAN：基于MAC地址(2层)、网络层IP(3层)、规则策略(高层)等。
3、VLAN划分的好处：①控制网络流量，抑制广播风暴。②提高网络安全性，不同VLAN之间可做控制。③网络管理灵活，用户可以随地接入网络
4、不同VLAN之间通信：需要路由器或三层交换机
5、VLAN标准802.1q(dot1q)：在原来的以太帧中增加了4B的控制信息，其中包含12位VLAN标识符VID。可用4094个VLAN。

6、VLAN两种端口：==接入端口Access（通过单个VLAN）和中继端口Trunk（通过多个VLAN）
7、==双绞线与光纤：

  • 近端串扰仅用于双绞线测试
  • ==波长窗口参数和回波损耗限值仅用于光纤的
  • 最大衰减限指既可是光纤也可是双绞线==
    8、VLAN的一些叙述：
  • 一个新的交换机默认配置的是VLAN 1
  • 一个VLAN能跨越多个交换机
  • 各个VLAN属于不同的广播域（一个VLAN就是一个广播域）
  • VLAN对分组进行过滤，增强了网络的安全性
    9、WLAN接入安全控制中，采用的安全措施有SSID访问控制、物理地址过滤、WPA2安全认证
    10、VLAN标记中
  • 交换机根据目标地址和VLAN标记进行转发决策
  • 进入目的网段时，交换机删除VLAN标记，恢复原来的帧结构
  • VLAN标记对用户是透明的

六、局域网互联

1、局域网互联设备：2层网桥（生成树、源路由）、3层交换机、路由器。网桥要求3层以上协议相同，1、2层协议不同可互联。

七、生成树网桥

1、生成树网桥：又叫透明网桥，IEEE802.1d，生成树算法。基本思想是在网桥之间传递BPDU，比较参数，根据STP打开好端口，阻塞差端口，沿着好的端口建立路径。边走边拐弯。用于以太网。

2、生成树网桥步骤：①确定根桥②确定根端口③确定指定桥④确定指定端口⑤阻塞剩余端口⑥形成无环网络(上图)
3、生成树网桥计算数据：

  • 确定根桥ID：优先级+MAC地址，都选最小(网桥ID由2字节的网桥优先级和6字节的MAC地址组成)
    优先级0~65535，默认32768(±4096)
  • 确定根端口：优先级+编号，都选最小的
    优先级0~255，默认128
  • 三小原则：优先级、MAC地址、通路费用
  • 最小交换机ID（BID或桥ID）就包含了优先级和MAC地址两个参数了
    4、生成树端口的四种状态：
  • Blocking(阻塞)：接收BPDU，不学习MAC地址，不转发数据帧。20S
  • Listening(侦听)：接收BPDU,==不学习MAC地址，不转发数据帧，但交换机向其他交换机通告该端口，参与选举根端口或指定端口
  • Learning(学习)：接收BPDU,学习MAC地址==，不转发数据帧。
  • Forwarding(转发)：正常转发数据帧。
  • 阻塞→20秒→侦听→15秒→学习→15秒→转发
    5、生成树种类和标准：
  • 多生成树MSTP-IEEE 802.1s
  • 快速生成树RSTP-IEEE 802.1w
  • 生成树STP-IEEE 802.1d
  • 端口认证 基于用户-IEEE 802.1x
  • 口诀记忆：多快生口，是s我w弟d兄x
    6、生成树协议STP使用了网桥优先级和MAC地址来选举根网桥
    7、生成树协议STP协议的作用是防止二层环路
    8、

八、源路由网桥

1、源路由网桥：IEEE 802.5，基本思想是发送探测帧到目的节点，返回路径以后沿着路径再传送。发送帧在这条路径上就传送，不在这条路径上就发送广播，查询路径，选择最优路径再传送。选好路再走。令牌环网。

九、城域网

1、什么是城域网？城域网比局域网传输距离远，能够覆盖整个城市。能够提供分组传输的数据、语音和视频等多媒体业务。更大的传输容量，更高的传输效率。
2、==城域以太网：①以太网专用线、②以太网虚拟专线、③以太局域网服务（E-LAN）最看好
3、==无线城域网标准：WiMAX(802.16d固定、802.16e移动)、WiMAXII(802.16m4G)
Q-in-Q:运营商网桥协议(PBP)IEEE802.1ad。MAC-in-MAC:运营商主干网桥(PBB)IEEE802.1ah

第七章 无线通信网

一、无线移动通信

1、4G：至少100Mbps，下1Gbps，上 500Mbps，使用正交频分多。包含TDD和FDD两种制式。选定的多路复用技术是OFDM(正交频分多路复用)

二、无线局域网

1、无线局域网WLAN：两大阵营：①IEEE 802.11面向数据无连接。②欧洲邮电委HIPERLAN，面向语音有连接。奥迪A5

2、无线局域网WLAN：两种结构：①基础设施网络、②特殊网络Ad Hoc

3、无线局域网WLAN：两种AP(数链层作用是无线接入)

  • 胖AP(FAT)一般指无线路由：胖AP多用于家庭和小型网络，功能比较全，一般一台设备就能实现接入、认证、路由、VPN、地址翻译,甚至防火墙功能
  • 瘦AP(FIT)一般指无线网关或网桥：瘦AP多用于要求较高的场合，要实现认证一般需要认证服务器或者支持认证功能的交换机配合
    4、无线局域网WLAN：三种技术：①红外线，②扩展频谱，③窄带微波
  • 红外线(IR)分为：定向光束红外线、全向广播红外线，漫反射红外线。
  • 扩展频谱分为：频率跳动FHSS、直接序列DSSS。
  • 窄带微波(RF)分为：申请许可证RF，免许可证RF
  • CSMA/CA：载波监听多路访问冲突避免，==解决隐蔽终端问题
  • 传数据先检测==，如果探测到网络中没有数 据，则等待一个IFS时间，再随机选择一个时间片继续探测，如果无线网路中还没有活动的 话，就将数据发送出去
  • 送出数据前，先送一段小小的请求报文给目标端，收到目标端回应后，在传送大量的数 据，确保不会碰撞，开销最小
    5、三种帧间隔IFS：优先级访问控制
  • DIFS（分布式协调IFS）最长，优先级最低
  • PIFS（点协调IFS）中等长度，优先级居中
  • SIFS（短IFS）最短，优先级最高立即响应
  • 超级帧：点协调轮询终端。应答帧：分布式
  • DIFS用在CSMA/CA协议中，只要MAC层有数据要发送，就监听信道是否空闲。如果信道空闲，等待DIFS时段后开始发送；如果信道忙，就继续监听，直到可以发送为止。
    6、无线加密协议WEP：认证和加密，明文的。无线保护接入WPA/WPA2：802.1x认证、RC4加密和TKIP数据完整性
    7、无线局域网通常采用的加密方式是WPA2,其    安全加密算法是AES和TKIP
    8、为了弥补WEP协议的安全缺陷，WPA安全认证方案增加的机制是临时秘钥完整性协议
    9、Ad Hoc网络    ：节点之间对等。每个节点既是主机，又是路由器。形成自组织网MANET。MANET的特点就是：网络拓扑结构是动态变化的；电源能量限制了无线终端必须以最节能的方式工作；每个节点既是主机又是路由器
    10、MANET中的路由协议:

    11、DSDV路由协议：目标排序的距离矢量协议，扁平式先验式，利用序列号解决环路
    12、AODV路由协议：按需分配的距离矢量协议，扁平式，反应式，开销少，适合快速变化的网络。
    13、无线网的安全：隐藏SSID、MAC过滤、WEP/WPA/WPA2、802.11i四个方面
    14、802.11i：临时秘钥TKIP(RC4)、强制加密协议CCMP(AES128)、任选加密WARP。802.1x
    15、WEP：RC4加密，CRC-32校验，24初始向量+40比特字符串构成64比特的WEP密钥，24初始向量+104比特字符串=128；WPA的设计中包含了认证、加密和数据完整性校验三个组成部分。48初始向量+80字符串=128密钥。RC4加密，相比起WEP采用了临时秘钥以减少安全风险
    16、WIFI6支持完整版的MU-MIMO；理论吞吐量最高可达9.6Gbps；遵从协议802.11ax；
    17、漫游是由无线客户端主动发起的，决定权在无线客户端这一方面，而并不在无线设备（AP接入控制器、AC无线接入点）这一方面；漫游分为二层漫游和三层漫游；三层漫游必须在同一个SSID；客户端在AP间漫游，AP可以处于不同的VLAN

三、无线个人网

1、无线个人网WPAN：小范围，10米左右，手持设备。IEEE 802.15.1/2/3/4标准
2、蓝牙(Bluetooh）技术IEEE 802.15.1：1主设备、7从设备。数据速率1Mbps
3、4个重要协议：RF无线电频率协议、链路控制协议LCP、链路管理协议LMP和链路控制自适应协议L2CAP。
4、ZigBee(蜜蜂网)技术IEEE 802.15.4：全功能设备FFD，简单功能设备RFD，RFD之间不能通信。一般用于物联网，采用AODV协议

  • 被动式红外传感器是一种简单功能设备，接受协调器的控制
  • 协调器也可以运行某些应用，发起和接受其他设备的通信请求
  • 简单功能设备之间不能相互通信，只能与协调器通信

第八章 网络互联与互联网

一、网络互联设备

1、常用网络互联设备：
1层物理层：中继器、集线器
2层链路层：网桥、交换机
3层网络层：路由器、三层交换机
4层以上高层：网关

2、网络互联设备：①中继器Repeater、集线器Hub（又叫多端口中继器），传输比特01，放大信号，延长传输距离。

3、网络互联设备：②网桥Bridge、交换机Switch，又叫多端口网桥，传输帧，有源地址、目的地址，有自己的物理地址MAC地址

4、网络互联设备：③路由器Router，选择网络路径，传输分组，有自己的逻辑地址IP地址。

5、在网络层采用分层编制方案的好处是为了减少了路由表的长度
6、交换机获取与其端口连接设备的MAC地址中，交换机检查端口流入分组的源地址
7、无源网络优势有：

  • 设备简单，安装维护费用低，投资相对较小
  • 组网灵活，支持多种拓扑结构
  • 安装方便，不要另外租用或建造机房
    8、网桥查看每个端口出现的帧，将其源地址记入该端口的数据库，这样就可以了解各个端口连接了哪些网站
    9、当网桥连接的局域网出现环路时，所有的网桥通过运行生成树协议，阻塞一部分端口，使得不再出现环路

二、因特网协议IP

1、TCP/IP协议簇：分为4个层次；主要协议，STDD

2、松散路由与严格路由