通信网络

回顾服务器、虚拟化、超融合和云计算

相比传统解决方案，虚拟化和超融合都做到了资源优化的目的，如阎步克果用户选择云服务，那么这些也不在其管理的范畴内。如上图，当我们的计算机要和一台服务器进行通信，缺少的就剩一条网络通道。

一 解释

通信网络是指将各个孤立的设备进行物理连接，实现人与人，人与计算机，计算机与计算机之间进行信息交换的链路，从而达到资源共享和通信的目的。

二 网络类型-覆盖范围区分（一）局域网LAN

局限于一个有限的空间，一般限定在小于10KM的范围，通常采用有线连接起来。比如一个公司，一层楼，或一栋建筑内。

（二）园区网CAN

连接不连续区域内的多个LAN，而这些不同区域都属于或受控于某个实体。比如：学校园区或工业园区。

（三）城域网MAN

MAN是在地理范围大于园区的区域内连接多个LAN的网络。一般为10-100KM的区域。比如通过电信运营商的服务，连接同一个公司在一个城市区域内的不同办公点。

（四）广域网WAN

广域网也就是熟知的外网和公网。是连接不同地区局域网或城域网计算机通信的远程网。通常跨接很大的物理范围由电信运营商来连接LAN的网络，覆盖范围从几十公里到几千公里，它能连接多个地区、城市和国家或跨越城市提供远距离通信。

internet，互联网又称国际网络，有时也会以覆盖范围来区分，在分类当中。本文中理解为它是为公众提供服务，连接全球所有的服务器，客户端，网络设备。互联网不等于广域网，互联网是广域网中的一部分。

三 网络拓扑结构（一）星型网路

各站点通过点到点的链接与中心点连接。特点是容易在网络中增加新的节点，数据的安全性和优先级容蛋烘糕易控制，易实现网络监控，但中心点的故障会引起整个网络的瘫痪。

（二）环形网络

各站点通过通信介质连成一个封闭的环形，容易安装和监控，但容量有限，网络建成后，难以增加新的站点。

（三）总线型网络

网络中所有站点共享一条数据通道，安装简单，铺设光缆短，成本低，某个站点故障不会影响整个网络，但通道介质故障会导致网络瘫痪，安全性低，监控比较困难，增加新站点不如星型网容易。

其他还有树形网、簇星形网、网状网等类型的拓扑都是基于上述三种拓扑为基础。

四 网络七层协议OSI

OSI是一个开放的通信系统互联参考模型，是一个定义得非常好的规范。互联网的本质就是一系列的网络协议，按照功能不同，分工不同，人为的分为七层，实际上七层是不存在的，分为七层，让人们更容易理解。七层由低到高依次是物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。

（汽车缓冲器一）物理层

解决了两个硬件怎么通信的问题，常见的物理媒介有光纤、电缆、中继器等，主要作用是传输比特流（将1和0转化为建党伟业影评电流强弱来进行传输，到达目的地后再转化为1和0，也叫数模转换）。

（二）数据链路层

计算机网络中由于各种干扰的存在，物理链路是不可靠的。该层通过指定各种协议，将有差错的物理信道变为无差错的、能可靠传输的数据链路。具体工作是接收来自物理层的位流形式的数据，封装成帧，传送到上一层，也将来自上一层的江南大学北美学院帧拆装成位流形式的数据转发到物理层。

（三）网络层

计算机网络研究生扩招中有多台计算机，怎么找到要发的那一台，怎么选择路径，这就是理由要做的事。网络层主要任务是通过算法，为报文（上一层打包而成的数据单元）通过通信子网选择最适当的路径，这一层定义的是IP地址，通过IP地址来寻址，所以产生了IP协议。

（四）传输层

主要功能是监控数据服务的质量，保证报文的正确传输，当发送大量数据时，很可能会出现丢包的情况，另一台计算机要告诉是否完整的收到全部的包，如果缺了，就告诉丢了哪些包，然后再发一次，直至全部接受为止。

（五）会话层

虽然可以给正确的计算机，发送正确的报文，但不能每次都调用传输层协议去打包，然后通过IP协议去寻址，所以最新游戏机建立了一个自动收发包，自动寻址的功能，就出现了会话层，它的作用是建立和管理应用程序的通信。

（六）表示层

表示层负责数据格式的转换，将应用处理的信息转换为适合网络传输的格式，或将下一层的数据转换为上层能处理的格式。

（七）应用层

应用层是计算机用户，以及各种应用和网络的接口，功能是直接向用h动画推荐户提供服务，完成用户希望在网络上完成的各种工作。

举例说明

科学家阿拉伯语歌曲要解决一个问题，两台机器需要进行通信，一台发比特流，另一台能收到。1.首先要定义物理介质，比如光纤白日事故，于是发明了物理层。2.发比特流会被干扰，会出错，要有纠错功能，所以对购物达人比特流进行封装，于是发明了数据链路层。3.另一台机器在哪，怎么找到它，于是发明了网络层去IP寻址。4.确定发的报文在传输中有没有丢失，哪些丢失了，如丢失了我要把丢失的报文再发一遍，于是发明了传输层。5.这时另一台机器收到报文了，也没有丢失，但是我还要继续发，我不能每次都让网络层帮我寻址，让传输层帮我确认报文的完整性啊，于是发明了会话层，来建立通信。6.两台机器系统不一样，另一台收到了但是打不开，于是发明了表示层来进行数北京市人才市场据转换，解决通信语法问题。7.问题解决了，通信建立起来了，写个程序实现需求吧，应用就叫某信，这就是应用层的工作了。

五 网络设备

基本的网络设备包括计算二外日语机、集线器、交换机、网桥，路由器、网关、网络接口卡、无线接入卡、打印机、调制解调器、光纤收发器、光缆等，种类繁多。

（一）路由器

又称路径器，在网络层起到网关的作用，连接不同的网络，能够选择数据传送路径并对数据进行转发。被连接的子网可能是局域网也可能是广域网，他们具有相同的IP号，不能直接通信，需要路由器进行转接。路由器能理解不同的协议，例如某个局域网使用的是以太网协议，因特网使用的是TCP/IP协议，路由器可以把非TCP/IP协议转换成TCP/IP协议，或者反之，这样才能建立通信。

1.功能

路由：收集网络拓扑信息并动态形成路由表。

转发：根据转发表（FIB）转发IP数据包。

子网间速率适配。

隔离子网

隔离广播域

指定访问规则

不同类型的网路互联：路由器经常会收到以某种类型的数据链路帧封装的数据包，当转发这种数据包时，路由器可能需要将其封装为另一种类型的数据链路帧。数据链路封装取决于路由器接口的类型及其连接的介质类型。

2.按性能档次划分

分为高、中、低档路由器，通常以吞吐量大小为划分标准，并综合其他指标，如分组转发延迟、路由表规模及其收敛速度、组播容量、服务质量保障等指标进行划分。通常情况，吞吐量大于40GB/s的路由器被称为高档路由器，中档路由器吞吐量在25GB/s-40GB/s之间，低于25GB/s的被认定为低档路由器。

3.按结构划分

模块化结构路由器：可以灵活配置，能适应企业不断增加的业务需求，通常高、中档服务器为模块化结构。

非模块化结构路由器：只能提供固定的端口，一般为低档路由器。

4.按功能划分

骨干级路由器，是实现企业级网络互联的关键设备，吞吐量较大，基本要求是高速度和高可靠性。普遍采用热备份、双电源、双数据通道等传统冗余技术.

企业级路由器，连接许多终端系统，连接对象较多，系统相对简单，且数据流量小，对其要求是以尽量便宜的方法实现尽可能多的断点互联，同时还要求能够支持不同的服务质量。

接入级路由器，主要应用于连接家庭第五章或ISP（互联网服务提供商）内的小型企业客户群体。

5.其他

无线网络路由器，是一种用来连接有线和无线网络的通讯设备，通过无线方式连接终端设备，从而建立计算机网络。

6.性能指标

吞吐量：路由器的包转发能力。

背板能力：背板是路由器输入端和输出端之间的物理通道，决定了路由器的吞吐量。

丢包率：在稳定的持续的负荷情况下，由于包转发能力的限制而造成丢失的概率。

延时和延时抖动：数据包第一个比特进入路由器，到该帧的最后的一个比特离开路由器需要的时间。延时对网络性能影响很大，与包长度和链路传输速率有关。延迟抖动指延迟的变化量，一般不作为衡量高速路由器的性能主要指标，但是语音、视频对延时抖动的要求比较高。

突发处理能力：突发处理能力是以最小帧间隔发送数据包而不引起包丢失的最大发送速率来衡量的。

路由表容量：路由表是决定包转发路径的，路由器一个重要任务就是建立和维护一个和当前网络链路状态与节点状态相适应的路由表，路由表容量指标标志发展是硬道理着该路由器可以储存的最多路由表项的数量。

服务质量：主要表现在队列管理机制、端口硬件队列管理和支持QoS协议上。

网管能力：主要表现在网络管理员可以通过凤凰周刊管理程序和通过管理协议SNMPv2DENG ,对网络资源进行集中的管理与操作，包括配置管理、记账管理、性能管理、故障管理和安全管理。

可靠性和可用性：表现在设备的冗余、热拔插组件、无故障工作时间、内部时钟精度等方面。

7.参数规格

CPU、内存、接口、散热、口碑等。

8.厂商

思科、华为、华3、D-link、TP-link、腾达等非常多。

（二）交换机

一种用于电/光信号转发的网络设备，用设备自动完成的方法，清泉山把要传输的信息送到符合要求的响应路由上。交换机工作在数据链路层，作用是寻址，这里的寻址是指MAC地址，对MAC地址进行转发，而路由器寻的是IP地址。

1.功能

连接多个以太网物理段，隔离冲突域。

对以太网帧进行高速而透明的交换转发。

自行学习和维护MAC地址信息。

2.根据网络覆盖范围分类

广域网交换机，主要应用于电信领域。

局域网交换机，也是大众常见的交换机，应用于局域网络。用于连接终端设备，如服务器、工作站、集线器、路由器、网络打印机等网络设备，提供高速独立通信通道。

3.根据人造石台面工作协议层分类

二层交换机，传统且成熟的技术，控制能力较小，灵活性不够，无法控制各信息点的流量，适合小型局域网。

三层交换机，工作在网络层，增加了路由器的路由功能，提高了转发效率。相比传统的路由器和二层交换机解决方案相比，占用空间小，布线更少，传输性能更强，成本更低。

四层交换机，工作在传输层，也可以叫做应用交换机，或与其说是硬件，不如叫网络管理系统，具备了数据包过滤、保证服务质量、负载均衡、主机备用连接和统计报告等功能。

4.其他分类

根据传输介质和传输速度可以分为以太网交换机、快速以太网交换机、千兆以太网交换机、10千兆以太网交换机、ATM交换机、FDDI交换机和令牌环交换机。

根据应用可以分为企业级交换机、校园网交换机、部门级交换机、工作组交换机、桌面型交换机。

根据端口结构可以分为固定端口交换机和模块化交换机。

5.厂商

可参考路由厂商，非常多。

（三）路由器和交换机的区别

1.路由器是用来寻址，交换机用来转发，但是现在像家用路由器都集成了交换机的功能。其他网络设备在后文提及再重点介绍。

2.路由器根据IP寻址，二层交换机根据MAC地址寻址。

3.路由器提供防火墙功能，交换机不提供。交换机或集线器都是做端口扩展的，就是扩大局域网，路由器用来做子网间连接。

其他网络设备在后文提及再重点介绍。

六 电信运营第三方商网络

电信运营商也叫互联网服务提供商ISP，提供基础的电信业务，包括固网、移动网络。目前中国有五大运营商，分别是中国电信，中国移动，中国联通，中国广电和中信网络。

（一）网络架构

核心层：负责各省间的互联互通以及与国际访问的流量交互。通常设立在各一线城市。

汇聚层：朝鲜元帅用于连接核心层和接入层。

接入层：用于接入用户终端，比如常见的基站。

（二）通信设备

传输设备：主要功能是延长传输距离，实现长途通信，期间不对业务进行处理，只是透明传输。市场主要是SDH、MSTP、WDM、PTN、OTN设备等，厂商主要是华为、中兴、贝尔和烽火。

基站设备：主要功能就是接收和发送移动终端的无线电信号，厂商主要是华为、中兴、爱立信、诺西等。

七 总结

通信网络和电网、高速公路一样，只是一个载体，承载的是数据的传输。平时所说的上网，是指通过连接网络，去访问网络另外一端的数据。所有的计算机、网络设备等都是网络中的一部分。