HCIA-datacom 认证学习（第一章）

HCIA-datacom 认证学习

一、数据通信网络基础

章节目录：

1. 通信与网络
2. 网络类型与网络拓扑
3. 网络工程与网络工程师

1.通信与网络

基本概念：

• 通信：是指人与人、物与物、人与物之间通过媒介和行为进行的信息传递与交流。
• 网络通信：是指终端设备之间通过计算机网络进行的通信。

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信息传递过程：

网络通信过程：

1. 应用程序生成需要传递的信息（或数据）。
2. 应用程序将数据打包成原始的“数据载荷”，并添加“头部”和“尾部”形成报文，报文中的重要信息是接收者的地址信息，即“目的地址”。
3. 在一个信息单元的基础上，增加一些新的信息段，使其形成一个新的信息单元，这个过程称为“封装”。
4. 报文通过网线到达“网关”，网关收到报文后，对其“解封装”，读取目的地址，再重新封装，并根据目的地址不同，送往不同的“路由器”，通过网关及路由器的传递，报文最终离开本地网络，进入Internet 的干道进行传输。
5. 报文经过Internet干道的传输，到达目的地址所在的本地网络，本地网络的网关或路由器对报文进行解封装和封装，并根据目的地址决定发往相应的下一台路由器，最终到达目的计算机所在网络的网关。
6. 报文到达目的计算机所在网络的网关，解封装和封装，然后根据目的地址发往相应的计算机。计算机收到报文后，对报文进行校验处理，校验无误后，接收下报文，并将其中的数据载荷交由相应的应用程序进行处理。一次完整的网络通信过程就结束了。

常见术语：

• 数据载荷：最终想要传递的信息
• 报文：网络种交换与传输的数据单元
• 头部：在数据载荷的前面添加的信息段
• 尾部：在数据载荷的后面添加的信息段
• 封装：对数据载荷添加头部和尾部，形成新的报文的过程
• 解封装：去掉报文的头部和尾部，获取数据载荷的过程
• 网关：提供协议转换、路由选择、数据交换等功能的网络设备
• 路由器：为报文选择传递路径的网络设备
• 终端设备：数据通信系统的端设备，作为数据的发送者或接收者（比如手机、电脑等）

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网络设备：

• 交换机：在园区网络中，交换机一般来说是距离终端用户最近的设备，接入层的交换机一般为二层交换机，又称为以太网交换机，二层是指TCP/IP参考模型中的数据链路层。

• 路由器：网络层设备，可以在internet中进行数据报文转发。路由器根据所收到的报文的目的地址选择一条合适的路径，将报文传送到下一个路由器或目的地，路径中最后的路由器负责将报文送交目的主机。

功能：

实现同类型网络或异种网络之间的通信

隔离广播域

维护路由表、运行路由协议

路径选择、IP报文转发

广域网接入、网络地址转换

连接通过交换机组建的二层网络

• 防火墙：网络安全设备，用于控制两个网络之间的安全通信。它通过监测、限制、更改跨越防火墙的数据流，尽可能对外部屏蔽网络内部的信息、结构和运行状况，以此来实现对网络的安全保护。

• 无线设备：无线局域网WLAN广义上是指以无线电波、激光、红外线等无线信号来代替有线局域网中的部分或全部传输介质所构成的网络。而常见的WI-FI是指IEEE 802.1 1标准上的无线局域网技术。（常见的设备有胖AP、瘦AP和无线控制器AC）

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2.网络类型与网络拓扑

1.网络划分：

局域网、城域网、广域网（根据覆盖的地理范围划分）

• 局域网：
  • 覆盖范围一般在几公里之内；
  • 主要作用是把分布距离较近（如：家庭内、大楼内、校园内等等）的若干终端电脑连接起来。
• 城域网：
  • 城域网是较大型的局域网，需要的成本较高，但可以提供更快的传输速率。它改进了局域网中的传输介质，扩大了局域网的访问范围，范围可以包含一个大学校园或城市；
  • 主要作用是将同一城市内不同地点的主机、数据库以及局域网等连接起来；
  • 与广域网作用相似，但实现方式和性能不同。
• 广域网：
  • 基本特点：
    • 覆盖范围一般在几公里以上，可大至几十、几百或几千公里；
    • 主要作用是把分布较远（如：跨越城市、跨越国家，等等）的若干局域网或城域网连接起来；
    • 会用到电信运营商的通信线路

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网络拓扑：

网络拓扑是指用传输介质（例如双绞线、光纤等）互连各种设备（例如计算机终端、路由器、交换机等）所呈现的结构化布局。

拓扑形态：星型网络、总线型网络、环型网络、树型网络、全网状型网络、部分网状网络、组合型的网络拓扑

• 星型网络：
  • 所有节点通过一个中心节点连接在一起；
  • 优点：容易在网络中增加新的节点。通信数据必须经过中心节点中转，易于实现网络监控。
  • 缺点：中心节点的故障会影响到整个网络的通信
• 总线型网络：
  • 所有节点通过一条总线（如同轴电缆）连接在一起。
  • 优点：安装简便，节省线缆。某一节点的故障一般不会影响到整个网络的通信。
  • 缺点：总线故障会影响到整个网络的通信。某一节点发出的信息可以被所有其他节点收到，安全性低。
• 环型网络:
  • 所有节点连成一个封闭的环形。
  • 优点：节省线缆
  • 缺点：增加新的节点比较麻烦，必须先中断原来的环，才能插入新节点以形成新环。
• 树型网络：
  • 树型结构实际上是一种层次化的星型结构
  • 优点：能够快速将多个星型网络连接在一起，易于扩充网络规模。
  • 缺点：层级越高的节点故障导致的网络问题越严重。
• 全网状网络：
  • 所有节点都通过线缆两两互联。
  • 优点：具有高可靠性和高通信效率
  • 缺点：每个节点都需要大量的物理端口，同时还需要大量的互连线缆。成本高，不易扩展。
• 部分网状网络：
  • 只是重点节点之间才两两互连。
  • 优点：成本低于全网状网络。
  • 缺点：可靠性比全网状网络有所降低。

优点：具有高可靠性和高通信效率

• 缺点：每个节点都需要大量的物理端口，同时还需要大量的互连线缆。成本高，不易扩展。
• 部分网状网络：
  • 只是重点节点之间才两两互连。
  • 优点：成本低于全网状网络。
  • 缺点：可靠性比全网状网络有所降低。

学习笔记中的内容主要来自华为认证教材。