网络工程师学习笔记1-11
网络工程师学习笔记1-11
2009年07月10日
网络工程师学习笔记1-11
2008-04-09 22:26:18 业界 | 评论(0) | 浏览(872)
第一章 计算机基础知识
一、硬件知识
1、计算机系统的组成包括硬件系统和软件系统
硬件系统分为三种典型结构：
(1)单总线结构 (2)、双总线结构 (3)、采用通道的大型系统结构
中央处理器CPU包含运算器和控制器。
2、指令系统
指令由操作码和地址码组成。
3、存储系统分为 主存―辅存层次 和主存―Cache层次
Cache作为主存局部区域的副本，用来存放当前最活跃的程序和数据。
计算机中数据的表示
Cache的基本结构：Cache由存储体、地址映像和替换机构组成。
4、通道是一种通过执行通道程序管理I/O操作的控制器，它使CPU与I/O操作达到更高的并行度。
5、总线从功能上看，系统总线分为地址总线（AB）、数据总线(DB)、控制总线（CB）。
6、磁盘容量记计算
非格式化容量=面数*(磁道数/面)*内圆周长*最大位密度
格式化容量=面数*(磁道数/面)*（扇区数/道）*（字节数/扇区）
7、数据的表示方法
原码和反码
[+0]原=000…00 [-0]原=100...00 [+0]反=000…00 [-0]反=111…11
正数的原码=正数的补码=正数的反码
负数的反码：符号位不变，其余位变反。
负数的补码：符号位不变，其余位变反，最低位加1。
二、操作系统
操作系统定义：用以控制和管理系统资源，方便用户使用计算机的程序的集合。
功能：是计算机系统的资源管理者。
特性：并行性、共享性
分类:多道批处理操作系统、分时操作系统、实时操作系统、网络操作系统。
进程：是一个具有一定独立功能的程序关于某个数据集合的一次运行活动。
进程分为三种状态：运行状态（Running）、就绪状态(Ready)、等待状态(Blocked)。
作业分为三种状态：提交状态、后备运行、完成状态。
产生死锁的必要条件：
(1)、互斥条件：一个资源一次只能被一个进程所使用；
(2)、不可抢占条件：一个资源仅能被占有它的进程所释放，而不能被别的进程强行抢占；
(3)、部分分配条件：一个进程已占有了分给它的资源，但仍然要求其它资源；
(4)、循环等待条件：在系统中存在一个由若干进程形成的环形请求链，其中的每一个进程均占有若干种资源中的某一种，同时每一个进程还要求（链上）下一个进程所占有的资源。
死锁的预防：1、预先静态分配法 2、有序资源使用法 3、银行家算法
虚拟存储器：是指一种实际上并不以物理形式存在的虚假的存储器。
页架：把主存划分成相同大小的存储块。
页：把用户的逻辑地址空间（虚拟地址空间）划分成若干个与页架大小相同的部分，每部分称为页。
页面置换算法有：1、最佳置换算法OPT 2、先进先出置换算法FIFO 3、最近最少使用置换算法LRU 4、最近未使用置换算法NUR
虚拟设备技术：通过共享设备来模拟独占型设备的动作，使独占型设备成为共享设备，从而提高设备利用率和系统的效率。
SPOOL系统：实现虚拟设备技术的硬件和软件系统，又Spooling系统，假脱机系统。
作业调度算法：
1、 先来先服务调度算法FIFO：按照作业到达系统或进程进入就绪队列的先后次序来选择。
2、 优先级调度算法：按照进程的优先级大小来调度，使高优先级进程得到优先处理的调度策略。
3、 最高响应比优先调度算法：每个作业都有一个优先数，该优先数不但是要求的服务时间的函数，而且是该作业为得到服务所花费的等待时间的函数。
以上三种都是非抢占的调度策略。
三、嵌入式系统基本知识
定义：以应用为中心，计算机技术为基础，软硬件可裁剪，适应于特定应用系统，对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的计算机系统。
特点：硬件上，体积小、重量轻、成本低、可靠性高等特点、使用专用的嵌入式CPU。软件上，代码体积小、效率高，要求响应速度快，能够处理异步并发事件，实时处理能力。
应用：从航天飞机到家用微波炉。
第二章、计算机网络概论
滑动窗口协议规定重传未被确认的分组，这种分组的数量最多可以等于滑动窗口的大小，TCP采用滑动窗口协议解决了端到端的流量控制。
第三章 数据通信基础
一、 数据通信的主要技术指标
传输速率 S=(1/T)log2N
T―信号脉冲重复周期或单位脉冲宽度
n―一个脉冲信号代表的有效状态数，是2的整数值
log2N--单位脉冲能表示的比特数
信道容量：表征一个信道传输数据的能力。单位：bps
信道容量的计算：
无噪声 C=2H =2Hlog2N (奈奎斯特定理)
H―信道带宽 N―一个脉冲信号代表的有效状态数
有噪声 C=Hlog2(1+S/N) (香农公式)
H―信道带宽 S―信号功率 N―噪声功率
dB=10log10S/N,当S/N=1000时，信噪比为30dB
二、 数据交换方式
延迟的计算
1、电路交换
总延迟=链路建立时间+线路延迟+发送时长
2、虚电路分组交换
总延迟=链路建立时间+(每个分组在交换结点延迟+
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第12章、网络管理
一、网络管理的五大功能：
配置管理―自动发现拓扑结构，构造和维护网络系统的配置，监测网络被管对象、配置语法检查、一致性检验等；
故障管理―整套的故障发现、告警与处理；
性能管理―采集、分析网络对象的性能数据，监测网络对象的性能，对网络线路质量进行分析；
安全管理―保障网络管理系统本身以及网络资源安全；
计费管理―流量统计，提供网络计费工具和网络计费。
二、 SNMP中定义了四类操作：get操作―用来提取特定的网络管理信息；get-next操作―通过遍历活动来提供强大的管理信息提取能力；set操作―用来对管理信息进行修改、设置；trap操作―用来报告重要的事件。
SNMP是异步请求/响应、非面向连接的协议，它基于UDP协议来传输数据，它通过轮询与事件驱动方式实现管理功能，在SNMP管理控制框架中定义了管理进程和管理代理，其中网络管理工作站运行管理进程，网络管理设备运行管理代理。
三、 络故障根据性质分：物理故障―设备或线路损坏、插头松动、线路受到严重电磁干扰等情况。逻辑故障―最常见的情况就是配置错误，即因为网络设备的配置原因导致的网络异常或故障。
根据不同的对象分为：线路故障、路由器故障、主机故障。
网络故障的排除：(1)路由器接口故障排除 a、收集故障现象 b、收集能够确定故障原因的一切信息 c、根据收集到的情况考虑可能的故障原因 d、根据可能的故障原因，建立一个诊断计划 e、执行诊断计划，做好每一步测试和观察，每改变一个参数都要确认其结果，直到故障症状消失。(2)、串口故障排除：串口出现连通性问题时，一般是从showinterfaceserial命令开始，分析屏幕输出的报告内容，找出问题之所在。(3)、以太接口故障排除 以太接口的典型故障问题是带宽的过分利用；碰撞冲突次数频繁；使用不兼容的帧类型。使用showinterfaceethernet命令可以查看该接口的吞吐量、碰撞冲突、信息包丢失、以及帧类型的有关内容等。A、通过查看接口的吞吐量可以检测网络的利用；b、两个接口试图同时传输信息包到以太电缆上时，将发生碰撞。碰撞冲突便产生了拥塞，碰撞冲突的原因通常是由于敷设的电缆过长或者过分利用。C、如果接口和线路协议报告运行状态，并且结点的物理连接都完好，可是不能通信。引起问题的原因也可能是两个结点使用了不兼容的帧类型。解决问题的办法是重新配置使用相同帧类型。
四、a、备份策略和数据恢复的目的在于最大限度降低系统风险，保护网络最重要的资源―数据。B、功能有：文件备份和恢复、数据库备份和恢复、系统灾难的恢复、备份任务管理 c、数据备份的策略主要有 完全备份：备份系统中的所有数据；增量备份：只备份上次备份以后有变化的数据；差分备份：只备份上次完全备份以后有变化的数据。
五、磁盘镜像：在每次向文件服务器的主磁盘写入数据后，都要采用写后读校验方式，将数据再同样地写到备份磁盘上，使两个磁盘上有着完全相同的位像图。
磁盘双工：将两台磁盘驱动器分别接到两个磁盘控制器上，使这两台磁盘机镜像成对。
RAID廉价磁盘冗余阵列 RAID0：提供了并行交叉存取,和双工差不多 RAID1：具有磁盘镜像功能 RAID3：具有并行传输功能的磁盘阵列，用最后一个磁盘作为校验盘 RAID5：一种具有独立传送功能的磁盘阵列，每个驱动器都有各自独立的数据通路，独立地进行读、写，且无专门的校验盘。 RAID6：具有独立的数据访问通路，设置了一个专用的、可快速访问均异步校验盘，具有比RAID3和RAID5更好性能，但价格贵。 RAID7：是对RAID6的改进
RAID是一种经济的磁盘冗余阵列，它采用智能控制器和多磁盘驱动器以提高数据传输率。RAID与主机连接较普遍使用的工业标准接口是SCSI。RISC指令系统具有指令种类少的特点，RISC机器通过采用大大容量的寄存器来加快处理器的数据处理速度。
第13章、网络需求分析和网络规划
网络设计的总体目标：明确采用哪些网络技术和网络标准以及构筑一个满足哪些应用的多大规模的网络。
总体设计原则：实用性原则、开放性原则、高可用性/可靠性原则、安全性原则、先进性原则、易用性原则、可扩展性原则。
通信子网规划设计包括：拓扑结构选择、核心层设计、接入层设计。
资源子网规划设计包括：服务器接入、服务器子网连接方案：a、服务器直接接入核心交换机，优点是直接利用核心交换机的高带宽，缺点是需要占太多的核心交换机端口，使成本上升 b、核心交换机外接一台服务器子网交换机，优点是可以分担带宽，减少核心交换机端口占用，可为服务器组提供充足的端口密度，缺点是容易形成带宽瓶颈，且存在单点故障。
网络方案中的设备选型包括：厂商的选择、扩展性考虑、根据方案实际需要选型、选择性能价格比高、质量过硬的产品。
网络操作系统选择要点：服务器的性能和兼容性、安全因素、价格因素、第三方软件、市场占有率
网络安全设计原则：(1)网络信息系统安全与保密的”木桶原则” (2)整体性原则 (3)有效性与实用性原则 (4)”等级性”原则 (5)设计为本原则 (6)安全有价原则
网络测试包括网络设备测试、网络系统性能测试和网络应用测试三个层次；网络设备测试包括：功能测试、可靠性测试和稳定性测试、一致性测试、互操作性测试和性能测试；网络系统性能测试的两个基本手段是模拟和仿真；网络应用测试主要体现在测试网络对应用的支持水平，如网络应用的性能和服务质量的测试等。
其它
存储中1K=1024B，传输中1K=1000B
在CSMA/CD中规定最小帧长为 L=2Rd/V ，令牌环中规定最大持有令牌时间为L=Rt,其中R―传输速率 t―时间 V―速度 d―长度
CCITT定义了ISDN，ITU定义了X.25；ISO制定OSI参考模型、OSI协议集、CMIP；ANSI制定FDDI；ITU-T制定X.25、ISDN；IAB制定TCP/IP、SNMP。
传输层协议：SNMP、SSL、TCP、UDP、SPX；网络层协议：IP、IPX、ARP、ICMP。
LAPB是面向位的同步传输协议；SLIP、PPP是面向字节的协议；TCP是面向字节流的协议；XON/XOFF是面向字符的异步通信。
FDDI在发送节点发送完数据后产生新令牌帧，允许在环上同时存在1个令牌帧和1个数据帧。
ATM、DQDB同时支持电路交换和分组交换
点对点协议：X.25 HDLC 帧中继；点对多点：LMDS本地多点分配业务、MMDS多通道多点分配业务。
FTP客户和服务器之间通过TCP建立控制连接和数据连接。
PCM、ISDN中都采用TDM时分多路复用技术。
2009年07月10日
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第一章 计算机基础知识
一、硬件知识
1、计算机系统的组成包括硬件系统和软件系统
硬件系统分为三种典型结构：
(1)单总线结构 (2)、双总线结构 (3)、采用通道的大型系统结构
中央处理器CPU包含运算器和控制器。
2、指令系统
指令由操作码和地址码组成。
3、存储系统分为 主存―辅存层次 和主存―Cache层次
Cache作为主存局部区域的副本，用来存放当前最活跃的程序和数据。
计算机中数据的表示
Cache的基本结构：Cache由存储体、地址映像和替换机构组成。
4、通道是一种通过执行通道程序管理I/O操作的控制器，它使CPU与I/O操作达到更高的并行度。
5、总线从功能上看，系统总线分为地址总线（AB）、数据总线(DB)、控制总线（CB）。
6、磁盘容量记计算
非格式化容量=面数*(磁道数/面)*内圆周长*最大位密度
格式化容量=面数*(磁道数/面)*（扇区数/道）*（字节数/扇区）
7、数据的表示方法
原码和反码
[+0]原=000…00 [-0]原=100...00 [+0]反=000…00 [-0]反=111…11
正数的原码=正数的补码=正数的反码
负数的反码：符号位不变，其余位变反。
负数的补码：符号位不变，其余位变反，最低位加1。
二、操作系统
操作系统定义：用以控制和管理系统资源，方便用户使用计算机的程序的集合。
功能：是计算机系统的资源管理者。
特性：并行性、共享性
分类:多道批处理操作系统、分时操作系统、实时操作系统、网络操作系统。
进程：是一个具有一定独立功能的程序关于某个数据集合的一次运行活动。
进程分为三种状态：运行状态（Running）、就绪状态(Ready)、等待状态(Blocked)。
作业分为三种状态：提交状态、后备运行、完成状态。
产生死锁的必要条件：
(1)、互斥条件：一个资源一次只能被一个进程所使用；
(2)、不可抢占条件：一个资源仅能被占有它的进程所释放，而不能被别的进程强行抢占；
(3)、部分分配条件：一个进程已占有了分给它的资源，但仍然要求其它资源；
(4)、循环等待条件：在系统中存在一个由若干进程形成的环形请求链，其中的每一个进程均占有若干种资源中的某一种，同时每一个进程还要求（链上）下一个进程所占有的资源。
死锁的预防：1、预先静态分配法 2、有序资源使用法 3、银行家算法
虚拟存储器：是指一种实际上并不以物理形式存在的虚假的存储器。
页架：把主存划分成相同大小的存储块。
页：把用户的逻辑地址空间（虚拟地址空间）划分成若干个与页架大小相同的部分，每部分称为页。
页面置换算法有：1、最佳置换算法OPT 2、先进先出置换算法FIFO 3、最近最少使用置换算法LRU 4、最近未使用置换算法NUR
虚拟设备技术：通过共享设备来模拟独占型设备的动作，使独占型设备成为共享设备，从而提高设备利用率和系统的效率。
SPOOL系统：实现虚拟设备技术的硬件和软件系统，又Spooling系统，假脱机系统。
作业调度算法：
1、 先来先服务调度算法FIFO：按照作业到达系统或进程进入就绪队列的先后次序来选择。
2、 优先级调度算法：按照进程的优先级大小来调度，使高优先级进程得到优先处理的调度策略。
3、 最高响应比优先调度算法：每个作业都有一个优先数，该优先数不但是要求的服务时间的函数，而且是该作业为得到服务所花费的等待时间的函数。
以上三种都是非抢占的调度策略。
三、嵌入式系统基本知识
定义：以应用为中心，计算机技术为基础，软硬件可裁剪，适应于特定应用系统，对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的计算机系统。
特点：硬件上，体积小、重量轻、成本低、可靠性高等特点、使用专用的嵌入式CPU。软件上，代码体积小、效率高，要求响应速度快，能够处理异步并发事件，实时处理能力。
应用：从航天飞机到家用微波炉。
第二章、计算机网络概论
滑动窗口协议规定重传未被确认的分组，这种分组的数量最多可以等于滑动窗口的大小，TCP采用滑动窗口协议解决了端到端的流量控制。
第三章 数据通信基础
一、 数据通信的主要技术指标
传输速率 S=(1/T)log2N
T―信号脉冲重复周期或单位脉冲宽度
n―一个脉冲信号代表的有效状态数，是2的整数值
log2N--单位脉冲能表示的比特数
信道容量：表征一个信道传输数据的能力。单位：bps
信道容量的计算：
无噪声 C=2H =2Hlog2N (奈奎斯特定理)
H―信道带宽 N―一个脉冲信号代表的有效状态数
有噪声 C=Hlog2(1+S/N) (香农公式)
H―信道带宽 S―信号功率 N―噪声功率
dB=10log10S/N,当S/N=1000时，信噪比为30dB
二、 数据交换方式
延迟的计算
1、电路交换
总延迟=链路建立时间+线路延迟+发送时长
2、虚电路分组交换
总延迟=链路建立时间+(每个分组在交换结点延迟+
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2008-04-09 22:32:25 业界 | 评论(0) | 浏览(776)
第12章、网络管理
一、网络管理的五大功能：
配置管理―自动发现拓扑结构，构造和维护网络系统的配置，监测网络被管对象、配置语法检查、一致性检验等；
故障管理―整套的故障发现、告警与处理；
性能管理―采集、分析网络对象的性能数据，监测网络对象的性能，对网络线路质量进行分析；
安全管理―保障网络管理系统本身以及网络资源安全；
计费管理―流量统计，提供网络计费工具和网络计费。
二、 SNMP中定义了四类操作：get操作―用来提取特定的网络管理信息；get-next操作―通过遍历活动来提供强大的管理信息提取能力；set操作―用来对管理信息进行修改、设置；trap操作―用来报告重要的事件。
SNMP是异步请求/响应、非面向连接的协议，它基于UDP协议来传输数据，它通过轮询与事件驱动方式实现管理功能，在SNMP管理控制框架中定义了管理进程和管理代理，其中网络管理工作站运行管理进程，网络管理设备运行管理代理。
三、 络故障根据性质分：物理故障―设备或线路损坏、插头松动、线路受到严重电磁干扰等情况。逻辑故障―最常见的情况就是配置错误，即因为网络设备的配置原因导致的网络异常或故障。
根据不同的对象分为：线路故障、路由器故障、主机故障。
网络故障的排除：(1)路由器接口故障排除 a、收集故障现象 b、收集能够确定故障原因的一切信息 c、根据收集到的情况考虑可能的故障原因 d、根据可能的故障原因，建立一个诊断计划 e、执行诊断计划，做好每一步测试和观察，每改变一个参数都要确认其结果，直到故障症状消失。(2)、串口故障排除：串口出现连通性问题时，一般是从showinterfaceserial命令开始，分析屏幕输出的报告内容，找出问题之所在。(3)、以太接口故障排除 以太接口的典型故障问题是带宽的过分利用；碰撞冲突次数频繁；使用不兼容的帧类型。使用showinterfaceethernet命令可以查看该接口的吞吐量、碰撞冲突、信息包丢失、以及帧类型的有关内容等。A、通过查看接口的吞吐量可以检测网络的利用；b、两个接口试图同时传输信息包到以太电缆上时，将发生碰撞。碰撞冲突便产生了拥塞，碰撞冲突的原因通常是由于敷设的电缆过长或者过分利用。C、如果接口和线路协议报告运行状态，并且结点的物理连接都完好，可是不能通信。引起问题的原因也可能是两个结点使用了不兼容的帧类型。解决问题的办法是重新配置使用相同帧类型。
四、a、备份策略和数据恢复的目的在于最大限度降低系统风险，保护网络最重要的资源―数据。B、功能有：文件备份和恢复、数据库备份和恢复、系统灾难的恢复、备份任务管理 c、数据备份的策略主要有 完全备份：备份系统中的所有数据；增量备份：只备份上次备份以后有变化的数据；差分备份：只备份上次完全备份以后有变化的数据。
五、磁盘镜像：在每次向文件服务器的主磁盘写入数据后，都要采用写后读校验方式，将数据再同样地写到备份磁盘上，使两个磁盘上有着完全相同的位像图。
磁盘双工：将两台磁盘驱动器分别接到两个磁盘控制器上，使这两台磁盘机镜像成对。
RAID廉价磁盘冗余阵列 RAID0：提供了并行交叉存取,和双工差不多 RAID1：具有磁盘镜像功能 RAID3：具有并行传输功能的磁盘阵列，用最后一个磁盘作为校验盘 RAID5：一种具有独立传送功能的磁盘阵列，每个驱动器都有各自独立的数据通路，独立地进行读、写，且无专门的校验盘。 RAID6：具有独立的数据访问通路，设置了一个专用的、可快速访问均异步校验盘，具有比RAID3和RAID5更好性能，但价格贵。 RAID7：是对RAID6的改进
RAID是一种经济的磁盘冗余阵列，它采用智能控制器和多磁盘驱动器以提高数据传输率。RAID与主机连接较普遍使用的工业标准接口是SCSI。RISC指令系统具有指令种类少的特点，RISC机器通过采用大大容量的寄存器来加快处理器的数据处理速度。
第13章、网络需求分析和网络规划
网络设计的总体目标：明确采用哪些网络技术和网络标准以及构筑一个满足哪些应用的多大规模的网络。
总体设计原则：实用性原则、开放性原则、高可用性/可靠性原则、安全性原则、先进性原则、易用性原则、可扩展性原则。
通信子网规划设计包括：拓扑结构选择、核心层设计、接入层设计。
资源子网规划设计包括：服务器接入、服务器子网连接方案：a、服务器直接接入核心交换机，优点是直接利用核心交换机的高带宽，缺点是需要占太多的核心交换机端口，使成本上升 b、核心交换机外接一台服务器子网交换机，优点是可以分担带宽，减少核心交换机端口占用，可为服务器组提供充足的端口密度，缺点是容易形成带宽瓶颈，且存在单点故障。
网络方案中的设备选型包括：厂商的选择、扩展性考虑、根据方案实际需要选型、选择性能价格比高、质量过硬的产品。
网络操作系统选择要点：服务器的性能和兼容性、安全因素、价格因素、第三方软件、市场占有率
网络安全设计原则：(1)网络信息系统安全与保密的”木桶原则” (2)整体性原则 (3)有效性与实用性原则 (4)”等级性”原则 (5)设计为本原则 (6)安全有价原则
网络测试包括网络设备测试、网络系统性能测试和网络应用测试三个层次；网络设备测试包括：功能测试、可靠性测试和稳定性测试、一致性测试、互操作性测试和性能测试；网络系统性能测试的两个基本手段是模拟和仿真；网络应用测试主要体现在测试网络对应用的支持水平，如网络应用的性能和服务质量的测试等。
其它
存储中1K=1024B，传输中1K=1000B
在CSMA/CD中规定最小帧长为 L=2Rd/V ，令牌环中规定最大持有令牌时间为L=Rt,其中R―传输速率 t―时间 V―速度 d―长度
CCITT定义了ISDN，ITU定义了X.25；ISO制定OSI参考模型、OSI协议集、CMIP；ANSI制定FDDI；ITU-T制定X.25、ISDN；IAB制定TCP/IP、SNMP。
传输层协议：SNMP、SSL、TCP、UDP、SPX；网络层协议：IP、IPX、ARP、ICMP。
LAPB是面向位的同步传输协议；SLIP、PPP是面向字节的协议；TCP是面向字节流的协议；XON/XOFF是面向字符的异步通信。
FDDI在发送节点发送完数据后产生新令牌帧，允许在环上同时存在1个令牌帧和1个数据帧。
ATM、DQDB同时支持电路交换和分组交换
点对点协议：X.25 HDLC 帧中继；点对多点：LMDS本地多点分配业务、MMDS多通道多点分配业务。
FTP客户和服务器之间通过TCP建立控制连接和数据连接。
PCM、ISDN中都采用TDM时分多路复用技术。