7.1 网络架构和主要技术7.1.1 信息网络系统一般体系框架模型★★★一个完整的信息网络系统由多个相互独立又关联的功能模块组成,可分为四大核心平台:•网络传输平台:负责数据的物理传输•服务平台:提供各类应用和业务服务•网络管理和维护平台:监控和管理整个网络•安全服务平台:保障网络和数据安全终端用户(企业、家庭、个人、物联网设备)通过各类接入方式连接到上述平台,实现信息交互。7.1.2 开放系统互连七层模型★★★★★OSI 模型将网络通信过程分为 7 个层级,自下而上各司其职,各层相对独立又相互协作。
为了方便记忆,可以用快递配送的流程来类比:层次核心功能关键协议 / 设备生活类比物理层传输原始比特流(0 和 1)光纤、双绞线、无线电信道快递运输(卡车、飞机)数据链路层将比特流打包成帧,添加 MAC 地址交换机、CRC 校验快递分拣(贴地址标签)网络层跨网络路由寻址(IP 地址)路由器、IP 协议路线导航(规划最优路径)传输层端到端可靠传输TCP/UDP、端口号送货上门(确认签收)会话层管理应用之间的连接会话建立 / 断开协议送货前打电话确认表示层数据格式转换、加密解密加密算法、压缩算法语言翻译(统一沟通语言)应用层直接向用户提供服务HTTP、FTP、SMTP外卖 APP(最终服务)记忆口诀:物联网传回试用(物 - 理 - 数 - 据 - 网 - 络 - 传 - 输 - 会 - 话 - 表 - 示 - 应 - 用)7.1.3 TCP/IP 协议族、IPv4 协议、IPv6 协议★★★★★(1)TCP/IP 协议族TCP/IP 是互联网的核心协议族,将网络分为 4 层,与 OSI 模型对应关系如下:OSI 七层TCP/IP 四层常见协议应用层 / 表示层 / 会话层应用层HTTP、FTP、SMTP、DNS传输层传输层TCP(可靠连接)、UDP(无连接)网络层网络层IP、ICMP、IGMP、ARP数据链路层 / 物理层数据链路层PPP、Ethernet核心区别:•TCP:面向连接,传输前需建立三次握手,保证数据可靠有序•UDP:无连接,传输速度快但不保证可靠性,适用于视频、语音等实时应用(2)IPv4 协议•地址长度:32 位二进制,采用点分十进制表示(如192.168.1.1(192.168.1.1))•地址分类:分为 A、B、C、D、E 五类,其中 A、B、C 类用于普通网络,D 类用于组播,E 类保留•私网地址:仅可在内部网络使用,需通过 NAT 技术转换为公网地址才能访问互联网○A 类私网:10.0.0.0(10.0.0.0)-10.255.255.255(10.255.255.255)○B 类私网:172.16.0.0(172.16.0.0)-172.31.255.255(172.31.255.255)○C 类私网:192.168.0.0(192.168.0.0)-192.168.255.255(192.168.255.255)•路由:路由器通过路由表转发数据包,路由获取方式包括直连路由、静态路由和动态路由(3)IPv6 协议•地址长度:128 位二进制,采用冒分十六进制表示(如ABCD:EF01:2345:6789:ABCD:EF01:2345:6789)•优势:解决了 IPv4 地址枯竭问题,支持即插即用、自动配置、服务质量等高级功能•数据包结构:由固定 40 字节的基本包头、可选扩展包头和上层数据组成7.1.4 传输平台一般架构和主要技术★★★
TCP/IP 是互联网的核心协议族,将网络分为 4 层,与 OSI 模型对应关系如下:OSI 七层TCP/IP 四层常见协议应用层 / 表示层 / 会话层应用层HTTP、FTP、SMTP、DNS传输层传输层TCP(可靠连接)、UDP(无连接)网络层网络层IP、ICMP、IGMP、ARP数据链路层 / 物理层数据链路层PPP、Ethernet核心区别:•TCP:面向连接,传输前需建立三次握手,保证数据可靠有序•UDP:无连接,传输速度快但不保证可靠性,适用于视频、语音等实时应用(2)IPv4 协议•地址长度:32 位二进制,采用点分十进制表示(如192.168.1.1(192.168.1.1))•地址分类:分为 A、B、C、D、E 五类,其中 A、B、C 类用于普通网络,D 类用于组播,E 类保留•私网地址:仅可在内部网络使用,需通过 NAT 技术转换为公网地址才能访问互联网○A 类私网:10.0.0.0(10.0.0.0)-10.255.255.255(10.255.255.255)○B 类私网:172.16.0.0(172.16.0.0)-172.31.255.255(172.31.255.255)○C 类私网:192.168.0.0(192.168.0.0)-192.168.255.255(192.168.255.255)•路由:路由器通过路由表转发数据包,路由获取方式包括直连路由、静态路由和动态路由(3)IPv6 协议•地址长度:128 位二进制,采用冒分十六进制表示(如ABCD:EF01:2345:6789:ABCD:EF01:2345:6789)•优势:解决了 IPv4 地址枯竭问题,支持即插即用、自动配置、服务质量等高级功能•数据包结构:由固定 40 字节的基本包头、可选扩展包头和上层数据组成7.1.4 传输平台一般架构和主要技术★★★7.3 局域网规划7.3.1 局域网一般架构★★★局域网是小范围(如办公楼、校园)内的网络,由计算机设备、网络连接设备和传输介质组成。大型局域网通常采用核心 - 汇聚 - 接入三层架构,中小型局域网可简化为二层或单层结构。7.3.2 局域网主要技术★★★核心技术是虚拟局域网(VLAN):•定义:将局域网设备从逻辑上划分为多个虚拟网段,相当于 OSI 第二层的广播域•作用:隔离广播风暴,提高网络安全性和管理效率•特点:同一 VLAN 内的设备可以直接通信,不同 VLAN 之间必须通过三层路由才能通信•VLAN划分方法(共 6类):a.按端口划分(最常用)b.按 MAC 地址划分c.按网络层协议划分d.按 IP 组播划分e.按策略划分f.按用户定义 / 授权划分7.3.3 局域网规划重点关注的内容★★★★★除了广域网规划涉及的通用内容外,局域网还需重点关注:•VLAN划分:根据业务、地理位置和安全需求综合考量•VLAN编号:取值范围1-4096,需合理规划以方便管理•VLAN间路由:通过物理接口、子接口或三层交换机实现•STP(生成树协议):防止二层网络环路导致的广播风暴7.4.3 无线局域网技术★★★★★•AP分类:○胖 AP:自带管理功能,配置简单,适合小型网络○瘦 AP:需通过无线控制器(AC)集中管理,可实现批量配置和统一管控,适合大型网络•SSID:服务集标识,用于区分不同的无线网络,可设置身份验证控制接入•设计要点:AP 物理部署位置、IP 地址分配、VLAN 与 SSID 映射、AC 可靠性设计、无线用户接入控制7.4.4 无线网规划重点关注的内容★★★★★1.频率规划:合理分配无线频率资源,降低同频干扰,提高频谱利用率2.覆盖范围规划:结合物理环境(墙体、障碍物)和技术特性,设计无死角覆盖方案3.容量规划:根据用户规模、业务类型和流量预测,测算所需基站 / AP 数量4.站址规划:确定 4G/5G 基站、NB-IoT 基站、Wi-Fi AP 的最佳物理部署位置5.组网规划:结合业务需求和技术演进路线,选择合适的无线组网策略7.5 网络整体规划的重点事项7.5.1 网络管理和维护功能设计★★★★★国际标准化组织(ISO)定义了网络管理五大核心功能:功能核心内容故障管理收集设备告警信息,快速定位和排除网络故障配置管理统一管理网络设备配置,确保网络运行状态最优性能管理实时监控网络性能指标,分析运行趋势计费管理记录网络资源使用情况,实现成本核算和控制安全管理保障网络设备和数据的安全运行7.5.2 网络安全设计和安全管理★★★★★•安全关注重点:网络结构合理性、访问控制策略、网络入侵防护、网络安全审计•核心防护手段:○防火墙:实现内外网边界访问控制,防御 DDoS 攻击○VLAN 技术:逻辑划分安全域,隔离不同安全等级的业务○IDS/IPS:实时检测和阻断网络攻击行为○统一日志审计:集中收集和分析安全日志,追溯安全事件•安全管理内容:○建立安全组织架构,明确各级人员安全责任○实施定期安全评估、漏洞扫描和加固○制定应急响应预案和容灾备份机制○完善系统上线和日常运维的安全规范7.5.3 机房建设★★机房建设是网络系统运行的基础,是一个综合性工程,主要包括:•机房装修、空调通风系统、电气系统•接地和防雷系统、消防系统•环境监控系统、节能降耗系统7.5.4 综合布线★★综合布线系统是智能化建筑的数字化基础设施,按标准结构化方式布置各类通信线路,支持网络、电话、监控等多种系统。其基本构成包括:•建筑群子系统•干线子系统•配线子系统7.5.5 监控系统★★★机房监控系统对机房环境和设备进行集中监控管理,监控对象包括:•动力设备(UPS、配电柜)、环境设施(温湿度、空调)•消防设施、安防设施(门禁、视频监控)•所承载的网络设备和服务器典型功能系统包括:动力环境监测、网络设备监控、门禁监控、消防监控、统一运维管理平台。7.5.6 节能降耗★随着数据中心和机房规模扩大,节能降耗成为重要考量因素,主要措施包括:•合理选址和建筑设计,优化机房密封和绝热性能•采用冷热通道隔离、精准送风等技术提高空调效率•选用节能型服务器、交换机等设备•利用人工智能技术实现智能温控和动态能耗管理本章学习建议7.5.6 节能降耗★随着数据中心和机房规模扩大,节能降耗成为重要考量因素,主要措施包括:•合理选址和建筑设计,优化机房密封和绝热性能•采用冷热通道隔离、精准送风等技术提高空调效率•选用节能型服务器、交换机等设备•利用人工智能技术实现智能温控和动态能耗管理本章学习建议1.先框架后细节:先记住本章 5 大模块和各小节的核心标题,再深入记忆具体知识点2.重点突破:案例题重点背诵广域网、局域网、无线网的规划内容,以及网络管理和安全管理的要点3.结合口诀:利用文中提供的口诀辅助记忆,提高背诵效率4.多做练习:通过选择题巩固技术知识点,通过案例题练习答题思路和踩分点