HCIE Day3

前言:

今天讲的主要是基础网络部分，首先讲了网络的转发规则(包括交换机的类型)然后根据这些点切入数据网络的基本模型，根据模型设计了一个网络拓扑后对齐进行分析，得出布网原则，然后讲解各类网络设备的作用，然后讲解了网络区域的类别问题，最后展示各种网络拓扑的优缺点

网络转发规则

大部分网络大概都是这么走的

用户->AP->SW->SW->SW(数据中心)->SW(异地数据中心)->SW->SW->AP->用户

大多数网络分为三层

• 接入
• 汇聚
• 和兴

接入型交换机

用于直接连接终端设备

就是你手机连上去第一个交换机

汇聚交换机

用于汇聚接入层交换机

定义有点模糊，有的小型场所下，没有核心交换机和汇聚交换机是合一的，用于将多个交换机连接到一起

核心交换机

某个网络环境最终走向外部接口转发的设备

一个数据网络的模型

由接入层交换机接入终端，接着多个接入层交换机连接到一个汇聚交换机，多个汇聚交换机连接到核心交换机，最后走外网离开

布网原则

菜狗绘图

• 安全
• 性能
• 成本
• 运维难度

安全是最高原则，在安全的情况下考虑性能，然后尽可能节约成本

安全

交换机和上联交换机连接的时候，要用两根线

办公网络最好不要和其他网络做平层

需要考虑备援问题

性能

学员网络流量很大，要分离

实验室同理

交换机接口数量需要注意

一个教室最好需要双交换机

成本

省点钱吧

常见术语

举个例子:你给你你女朋友买了个手机，快递

名词	含义	简易理解
数据载荷	最终想要传递的信息	手机本体
报文	网络中交换与传输的数据单元	整个快递
头部	在数据载荷的前面添加的信息段(寻址信息,权限信息,解密信息)	类似于快递上面那个纸
尾部	在数据载荷的后面添加的信息段(寻址信息,权限信息,解密信息)	类似于快递上面那个纸
封装	对数据载荷添加头部和尾部，形成新的报文的过程	给你加快递盒
解封装	去掉报文得到头部和尾部，获取数据载荷的过程	拆掉快递盒
网关	提供协议转换、路由选择、数据交换等功能的网络设备(去向其他网段的门户设备)(交换机也可以配网关)	中转站
路由器	为报文选择传递路径的网络设备	目的地交换中心
‘终端设备	数据通信系统的端设备，作为数据的发送者火接受者	你女朋友手里

网络设备

网络设备有很多，我们选几个来讲

交换机

距离终端最近的设备，用于终端用户接入网络，对数据帧进行交换等。

• 终端设备(PC\服务器)的网络设备
• 二层交换(同一个网段内通信，可以认为成二层)
• 原则上只能在本网段通信(但是现在交换机都可以实现3层交换了三层交换机)

这里由于没有讲协议（实际上二层三层是用协议定义的），所以我们现在定义二层就是通网段，三层就是跨网段

广播：1对多

单播：1对1

泛洪

泛洪问题是因为广播出现回环后错误的广播导致的

一般是因为一个数据包选择了错误的路径，导致无限回环（路由器发送到下一个点，下一个路由器发现需要回来，就把包发回去了，然后第一个路由器又发回去了）

回环最多256次就会丢失

路由器

这个东西随着三层交换机的出现逐渐不在使用，因为他能干的，三层交换机都能干

网络层设备，可以在因特网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目的地址，路径中最后的路由器负责将报文送到目标主机

简单来讲:就是一个寻路的玩意，配置完毕后，能跨网段提供连通（192.168.1.0到192.168.2.0，或者192.168.1.0到192.168.11.0)

作用

• 实现同类型网络和异种网络之间的通信
• 隔离广播域
• 维护路由表
• 路径选择、IP报文转发
• 广域网接入、网络地址转换
• 连接不同网段的交换机（交换机组建二层网络）

AP

可以理解为发送无线信号的，AP之上就是汇聚层交换机了

AP分为胖AP和瘦AP，区别如下

• 胖AP
  • 不需要无线控制器AC
  • 自带控制系统，需要手动进行配置（可以设置ARP管理等特殊功能）
  • 自己管自己
  • 适用场景
    • 家庭环境
    • 网吧
• 瘦AP
  • 需要无线控制器(AC)
  • 没有自带控制系统，只需要AC进行管理
  • 只负责发信号
  • 适用场景
    • 医院
    • 大型网络
    • 复兴号列车

好的AP可以提供大量的接入数，也就是带机量大，但是也贵

瘦AP量大有点贵

案例:

网吧:网吧比较小，而且接入量不大（大多数都在玩游戏）就推荐使用胖AP，成本低，也够用

列车:列车车厢很多，用户通过车厢可能需要切换AP，这就需要让AP后端互联，并且覆盖范围要大，因此推荐使用瘦AP

防火墙

网络安全设备,用于控制两个网络之间的安全通信。他通过检测、限制、更改跨越防火墙的数据流，竟可能地对外部屏蔽网络内部的信息、结构和运行状态，以此来实现对网络的安全保护

• 隔离不同安全级别的网络
• 实现不同安全级别之间的访问控制(安全策略)
• 用户身份认证
• 实现远程接入功能
• 实现数据加密以及虚拟专用网业务
• 执行网络地址转换
• 其他安全功能
• 监控网络

不能防病毒，别看啦

补充概念

端口

端口号可以更加快速的区分和连接服务，让IP利用率更高

端口范围是:0-65535

网络类别

分为:局域网 城域网 广域网

按照地理覆盖范围来划分，网络可以分为局域网（Local Area Network)、城域网
(Metropolitan Area Network)和广域网（Wide Area Network)。

局域网（LAN):

• 在某一地理区域内由计算机、服务器以及各种网络设备组成的网络。局域网的覆盖范围一般是方圆几千米以内。
• 典型的局域网有：一家公司的办公网络，一个网吧的网络，一个家庭网络等。

城域网（MAN):

• 在一个城市范围内所建立的计算机通信网络。
• 典型的城域网有：宽带城域网、教育城域网、市级或省级电子政务专网等。

广域网（WAN):

• 通常覆盖很大的地理范围，从几十公里到几千公里。它能连接多个城市甚至国家，并能提供远距离通信，形成国际性的大型网络。
• 典型的广域网有：Internet(因特网）。

示例

局域网连接到城域核心组合为城域网 多个城域核心向上级连接

这里可以看到，中小学由于设备不多，所以直接将汇聚交换机和核心交换机合并，在通过备援接线后直接接入区县教育核心
多个区县教育核心通过广域节点连接到市教育局的广域节点，并且连接到市教育局和核心
多个市教育核心接入省广域节点，并且连接到核心。

网络拓扑

网络拓扑是指用传输介质(双绞线、光纤)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

主要包含

• 星型：简单便宜
• 总线型:简单过时便宜
• 环形网络:相对前两个安全，便宜
• 树状型:结构明了，贵
• 全网状型 :安全性高 ，贵
• 部分网状网络 灵活 略贵
• 组合型网络拓扑:因人而异

任何布网方案都是没有问题的，只有合适与不合适，安全，成本等各方面共同决定才能选出一个较好的布网方案，多种网络组合不失为一个好的解决方案