网络工程师备考

进制的转换

二进制 三位转换为一位八进制 四位二进制数转换为一位十六进制数

001 101 111 0000 0110 1111 (不够四位最左边补零) 1 5 7 0 6 15

计算机中用补码进行存储 正数 1 时（原码00000001，反码00000001，补码都一样00000001）负数 -1 时（原码10000001，反码11111110（数值位取反），补码11111111（数值位=反码+1） 补码转换为原码时 正数相同，负数时，符号位保留，数值位（—1后取反） 异或运算（相同为0不同为1） 计算机结构1、运算器 2、控制器 3、主存储器 程序计数器PC PC+1赋值给PC 总线（1、数据总线 2、地址总线 3、控制总线） 指令（操作码、地址码） 复杂指令集（CISC）指令数量多、频率差别大、变长 多种实现方式 精简指令集（RISC）指令数量少、频率接近、定长 实现方式少

流水线

未使用流水线（取址 分析 执行） 总时长 =（t1+t2+t3） n * 使用流水线（取值 分析 执行可重合） * 总时长 =（t1+t2+t3）+(n-1) h h：执行时间最长的一段 n：表示指令数 流水线技术指标 吞吐率（Tp=n/Tk）n 表示指令数 Tk表示流水线的时间 最大吞吐率Tp=1/T T周期 加速比（S=Ts/Tk）ts不使用流水线，tk使用流水线时间

存储结构

CPU(寄存器) 主存（内存） 辅存（硬盘） CPU在主存中读取指令与数据进行操作 主存慢 则计算机性能差，故在CPU和主存之间加入 缓存（cache）高速缓冲存储器 存储速度 寄存器>cache>主存>辅存 主存（随机存储器RAM，没电丢失，只读存储器ROM，没电不丢失） 主存储器的组成 （一片或多片存储芯片组成，容量=W B ） cache 平均访存时间 t=h t1+(1-h)t2h h 表示命中率 t1表示cache访存周期，t2表示主存访问周期 cache淘汰算法（1、先进先出 2、最近最少使用淘汰 3、随机淘汰）

RAID(独立磁盘冗余) RAID0: 把所有的硬盘构成磁盘阵列 磁盘读写效率高，安全性差 RAID1: Disk Mirror(硬盘镜像 同步备份，利用率低50%，安全性高) RAID3: 采用奇偶校验的数据分段技术存储 校验方式恢复一块坏掉的磁盘（利用率=（n-）/n）利用率75% 校验码放于一块完整的磁盘中 RAID5校验码分布于多块磁盘中 利用率 75% RAID6相互独立的两位校验码，可允许两个磁盘出错· RAID10 先镜像 后条带化 RAID2.0 与RAID1.0相比 RAID2.0优势：1、快速重构，重构时间短。2、安全性能高。3、负载均衡。

性能 10>5 可靠性 10>5 数据重构 10>5 成本 10>5

系统的可靠性 若 CPU和内存等串行工作 可靠性R=R1 R2 R3 若 CPU和内存等并行工作 可靠性R=[1-(1-R1) *(1-R2) *(1-R3)] 计算机如软件 1、系统软件 （1、操作系统）（Windows liux os） 2、程序设计语言 3、数据库系统） 2、应用软件

程序设计语言** 1、机器语言 （ 二进制） 2、 汇编语言（符号化的机器语言） 3、高级语言（数学函数及英文字符 C C++） 编译语言 翻译语言 4GL语言）

进程管理 ** 进程的三种状态 1、运行 2、就绪 3、等待 进程管理时操作系统的核心，但如果设计不当，就会出现死锁的问题，如果一个进程在等待一个不可能发生的事情，则进程就死锁了，如果多个进程死锁，则系统死锁。

银行家算法

进程管理——Pv操作

信号量：是一种特殊的变量计数器 pv操作：解决互斥和同步的问题。PV操作是分开来看的 （进来）P操作 使S=S-1若S=>=0 则继续执行，否则等待 （离开）V操作：使S=S+1.若S<=0，则唤醒等待队列中的一个进程

存储管理

页式存储（1、先进先出FIFO 2、最佳置换法，淘汰暂时不访问 3、淘汰最近最少使用）

文件管理

1、绝对路径 （F2：/D1/W2/F2） 2、相对路径（若现在在D1下 则F2：/D2/F2 若在W1下，则F2：为 / ）

设备管理

数据传输控制方式 1、程序控制方式 （CPU持续监控外设 资源浪费） 2、程序中断方式 (外设向CPU发送中断当前执行程序的信号) 3、DMA方式 （DMA控制器取代cpu管理外设，用于磁盘））

软件生命周期

1、计划时期 （ 问题定义 可行性分析） 2、开发时期 （需求分析，总体设计，详细设计，编码，测试） 3、运行时期 （维护 时间最长）

软件开发模型

1、瀑布模型 软件计划 需求分析 软件设计 程序编码 软件测试 运行维护

3、喷泉模型 4 、螺旋模型

软件开发和测试

划分软件系统模块时应做到（ 高内聚、低耦合 模块内部越紧密越好，模块之间越松散越好） 1、动态测试（黑盒测试法 白盒测试法 灰盒测试法） 2、静态测试（程序员自查或代码自查）

项目管理—甘特图(GANTT)

无法看出各个项目之间的依赖关系

项目工期判定

上图九个事件 最短工期 15天（2+2+5+6） 决定项目最短工期=关键路径（从开始到结束，历时最长的路径） 事件6的最晚开始时间15-5=10天 最早开始时间 事件3的三天天，事件4的4天 松弛时间（最晚开始时间-最早开始时间（10-4=6天）） 清晰看出各个项目之间的依赖关系 1、时间管理（也叫进度管理）

知识产权

1、保护期限 2、知识产权人的确定 3、 侵权判断 （著作权（作品及软件死后50年） 专利权（发明专利20年 实用新型专利10年） 商标权10年）

信道特征

理想信道（无噪声干扰码元的最高传输速率） 奈奎斯特定理 B=2W(波特每秒 波峰) W带宽 fmax-fmin(HZ) 数据传输速率 R=Blog2N N(表示码元种类) （非理想信道） 香农理论 极限数据传输速率 C=Wlog2(1+S/N) S/N：信噪比 dB=10log10(S/N) 分贝与信噪比的转换关系

调制技术

1、PSK 初始相位向上是1 初始相位向上下是0 2、采样（采样频率大于模拟信号的最高频率的2倍） 2、量化 3、编码

复用技术

多个低速信道组合成一个高速信道 1、空分复用 同一个频段在不同的空间内得到重复利用 2、时分复用（1同步2、异步） 3、波分复用 4、码分复用 5、频分复用

常见的时分复用的标准

PDH SDH （语音业务） PTN(数据业务)

通信方式

1、单工通信（只能A到B） 2、半双工通信（可以A到B 可以B到A 但不能同时） 3、全双工通信（同时） 异步传输 一个字符8位信息 同步传输 一个字符n位信息

差错控制

接受方接受到信息后验证信息是否出错 1、检错 检查出错误 不知错在哪里 2、纠错 检查出错误知道错在哪里，进行纠正 检测一位：d=d+1 纠正一位：d=2d+1 码距:两个合法代码对应位上编码不同的位数称为码距。

奇偶校验（检错码）

检错码=信息字段+检验字段 1的个数为奇数 奇校验 1的个数为偶数 偶校验

海明校验

加入K位校验码 M+K+1<=2K M 信息位

CRC校验（模2运算，检错不纠错）

生成多项式（收发双方约定的式子） 异或运算：相同为零，不同为1

接收方收到 110010101010011 除以生成多项式 结果为零则信息正确

网络体系

计算机网络的定义：能够将相互共享资源的方式互连起来的自治计算机系统的集合 1、资源共享 2、地址不同 3、通信双方遵循相同的网络协议

网络的性能（1、速率 bps 2、带宽 HZ、bps3、吞吐率 4、时延（发送时延，传输时延，接收时延）5、往返时间 6、利用率） 电缆发送速率（200KM/ms=200m/us）

协议的三要素

1、语法 ：操作数据与控制信息的结构和格式 2、语义：完成何种操作，做出什么样的响应 3、时序：操作的顺序

OSI模型（七层结构）

OSI模型层次结构（物理层（比特）、数据链路层（帧）、网络层（报文）、传输层（TPDU）、会话层(SPUDU)、表示层(PPDU)、应用层(APDU 下层为上层提供服务 对等层之间提供协议服务

TCP/IP协议（事实的四层网络模型）

OSI（理论研究的网络模型） TCP/IP协议（网际接口层、网络层、传输层、应用层）

各协议的端口号

20 FTP （文件传输协议） 数据传输端口 21 FTP （文件传输协议） 控制端口 22 SSH (远程登陆协议) 23 telnet （远程登陆协议） 25 SMTP （简单邮件发送协议） 53 DNS （域名解析系统协议） 67 DHCP （动态地址分配协议） 服务器端口 68 DHCP （动态地址分配协议） 客户端端口 69 TFTP （简单文件传输协议） 80 HTTP （超文本传输协议） 110 POP (邮局协议) 161 SNMP （简单网络管理协议） 默认端口 162 SNMP （简单网络管理协议） Trap错误端口 443 HTTPS (安全超文本传输协议) 520 RIP (路由信息协议)

局域网技术

局域网（有限范围之内多台计算机通过传输介质互连，所组成的封闭网络） LAN 局域网 MAN 城域网 WAN 广域网 常用的传输介质 1、双绞线 （测量项目：近端串扰） 2、同轴电缆 3、光纤 （测量项目：衰减量） 4、无线 1、网络拓扑结构 总线型 星型 环形 数据链路层 1、LLC层 2、MAC层 CSMA/CD（载波监听碰撞监测协议） 1、多台主机连接在同一条总线上 2、载波监听，发送前发送中不停检测信道 3、碰撞检测 便发送边监听检测，有碰撞则停止发送 传输时延>=2倍的传播时延

MAC地址

48位 目的地址 6字节 源地址6字节 类型 2字节 数据 FCS4字节 最小帧为64字节最大帧1518z 光纤 （单模光纤 多模光纤） 双绞线 衰减 近端串扰 冲突域： 广播域

Hub 集线器 switch交换机（以太网中目的地址智能的转发数据，交换机根据MAC地址表单播转发主句帧，隔离冲突域） 路由器不转发广播信息（隔离广播域，隔离冲突域）

级联：可以通过一根双绞线在任何网络设备厂家的交换机之间进行 堆叠：只能在同厂家的设备之间进行 用专用的堆叠模块和堆叠线缆 堆叠后的交换机可视为一个整体交换来进行管理 堆叠方式 菊花链式 新型堆叠方式

VLAN 虚拟局域网 IEEE802.1Q协议

二层交换机不能分割广播域 路由器分割广播域 信息传送时 以太网的端口的类型 1、Access连接终端与交换机 2、Trunk端口连接两个交换机 3、Hybrid混合端口，既可以连接终端也可以连接交换机

VLAN注册协议—GVRP协议

交换机的三种模式 1、Normal模式 允许端口动态注册和注销 1、Fixed模式 只传播静态VLAN 其他主机传播的VLAN叫做动态VLAN 自己的主机创建的叫做静态VLAN

生成树协议 STP（解决广播环路产生广播风暴）

逻辑上断开环路，防止广播风暴的产生 冗余的方案保证网络的可靠性 广播风暴（网卡故障一直发广播帧 广播环路） 当线路出现故障时，断开的接口倍激活，恢复通信，起备份线路的作用 生成树协议的计算（环形的网络生成无环的拓扑结构） 1、选择根网桥（网桥ID最小） 2、找出根端口 （非根网桥上选择） 带宽越大 成本越小 802.1d 10M——成本100 100M—— 成本19 1000M——成本4 10000M——成本2 3a4077f80bf.png)

4、其他端口阻塞 网桥ID （网桥的优先级（默认值32768 缩小4096倍） 网桥的MAC地址） 交换机的端口状态 阻塞：不能转发数据帧 学习：只学习MAC帧的源地址，不能正常转发数据帧 监听：不转发数据帧 转发：既可以学习MAC帧，也可以把收到的MAC帧转发到适当的端口

快速生成树协议—RSTP(IEEE.1W——IEEE 802.1D-2004)

边缘端口：直接连接主机的端口 不参与快速生成树协议的计算 以太通道（链路聚合 端口聚合 eth-trunk ）

无线局域网（IEEE802.11）

Ad-hoc结构 无接入点的模式，终端与终端之间的连接 野外组网 802.11n wifi4 2.4GHZ/5GHZ 600M/bps 802.11ax wifi6 2.4GHZ/5GHZ 11Gbps CSMA/CA冲突避免协议

无线局域网的安全设置（加密与认证）

认证：1、开放 2、MAC地址认证 3、80.21x 4、预共享密钥 5、web认证（商业活动） AP组网 （无线接入点） 1、FAT AP 胖AP （独立工作） 2、FIT AP 瘦AP （只保留接入功能，负载均衡，主流组网 可靠性更强）

综合布线技术（六大子系统）

1、工作区子系统：（墙上的信息插座到终端） 2、水平子系统: （水平电缆90（楼层的配线架到墙上的信息插座（墙上的信息插座离地面30~50cm）） 3、管理 子系统: （楼层的配线间 接入层交换机，电源、电缆，消防系统） 4、干线子系统 （管理子系统间的连接） 5、设备间子系统 （放置大型设备的场所） 6、建筑群 （楼和楼之间 地下管道连接）

广域网与接入网技术

电路交换 报文连接 分组交换（IP数据报 、虚电路（逻辑连接）） 广域网淘汰的三个协议

流量和差错控制

流量控制（协调发送及接受双方步调一致的技术） 差错控制（接受信息后进行差错校验，差错后丢弃或要求重传） 选择重发ARQ（那一帧出错重发那一帧） 后退N帧ARQ(那一帧出错，这一帧的前面所有帧重发) ERJ3 重发 3 4 5 SERJ3 选择重发 3 5 6

常见的广域网技术-HDLC协议

标准字段 01111110 零比特填充防止识别错误 控制字段来决定HDLC的帧类型

PPP协议（解决认证的问题）

1、面向字符传输 PAP时两次握手验证协议，主机名+密码以明文传送（不够安全），连接方发起验证 CHAP是三次握手验证协议，不发送明文的主机名+密码，主验证方首先发送验证请求 MD5:信息摘要算法 加密为128位

常见的接入网技术-SONET/SDH

SDH同步时钟技术 电信号STS-3和 光信号OC-3 比特率155.520M/bps OC-N 比特率 = n*51.84M/bps

常见接入技术-ISDN和xDSL

ISDN综合业务数字网：是一个数字电话网络国际标准 1、 基本速率 （2B+D，144Kbps）B:语音信道 2、 一次群速率（30B+D，2Mbps

xDSL：各种DSL数字用户线的总称，通过频分复用技术利用电话线传送数字数据 ADSL 非对称

光纤接入网

1、有源光纤AON 受雷、电磁的影响 需要对有源设备进行维护 2、无源光纤 PON 采用无源光器件组成，避免了雷，电磁的影响 1、APON 622M/bps 2、EPON 1.25G/bps 3、GPON 1.25G/bps 2.5G/bps

英特网与网络互联技术

表示方法 IP地址—特殊的IP地址 公有地址 分配给注册并向inter NIC提出申请的组织机构，直接访问因特网 私有地址 属于非注册 地址，专门为组织机构或企业内部使用 A类: 1~126 B类: 128~191 C类: 192~223 D类： 224~239 （组播地址） E类： 240~255 （保留地址）

子网的划分

将主机位划为子网位 IP协议及配套协议 TCP/IP体系（网际接口层，网络层，传输层，应用层） IPV4地址 32位 4字节的逻辑地址 全零为网络 全1为广播地址 A类 1——126 B类 128——191 C类 192——223 D类（组播地址）224-239 E类地址为保留地址 私有地址属于非注册地址，专门为组织机构内部使用， A类：10.0.0.0~10.255.255.255 网络数 1个 B类：172.16.0.0~172.31.255.255 网络数16个 C类：192.168.0.0~192.168.168.255.255 网络数256 子网划分（将主机号进行子网划分） 使用子网时分组的转发 网络地址=IP地址与主机的子网掩码与运算 目的IP与路由中的子网掩码与运算查看是否在同一网段

IP地址-无分类编址CIDR

IP地址路由汇聚（小的网络汇总到一个大网）

汇聚规则：选择网络地址相同的位进行汇演，不同的划分至主机位，从而实现将多个网段汇聚成一个超网网段 最长网络前缀匹配原则

ARP协议（本局域网广播发送，单播响应）

路由器不转发 网管命令 arp-a 查看arp缓存表 arp-d 清除ARP缓存 arp绑定 arp-s ip-address mac-address 127.0.0.0 本地回环测试地址 liux Traceroute 路由跟踪过命令 windows Tracert 命令 检测网络 故障的诊断 pathping 中间经过的所有路由器并测试各个路由的连通性

网际控制报文协议ICMP

差错报告 终点不可达 源点抑制 时间超过 参数问题 改变路由

IPv6协议

基本首部40的字节 即插即用 128位用16进制表示 零压缩 零的连续部分用双冒号 ：：替换 双冒号只能使用一次 IPV6地址表示

IPV6协议 单播地址表示

全球路由选择前缀 前三位默认001 接口标识符中含有48位MAC地址生成64位的接口标识符，故IPV6中不含有ARP协议

链路本地单播地址

格式 ：前缀111111010

过度方案

NAT-PT 技术 将IPV6I转化为IPV4 再和IPv4地址进行通信

QOS服务质量

1、尽力而为的服务器模型（先进先出的转发） 2、综合服务模型 3、区分服务模型（不预留资源）

传输层

UDP协议 用户数据报协议 1、无连接 2、尽最大努力交付 3、面向报文 4、支持一对一 一对多 多对多 5、首部开销小

TCP协议-面向字节流

1、面向连接的传输层协议 2、每一条TCP连接有两个端点 3、可靠交付 4、全双工通信 5、面向字节流 控制指针 URG=1 紧急指针 表示有紧急数据发送 2、ACK=1 确认指针 同意连接 3、PSH=1 不需要缓存 4、RST=1 连接错误 5、SYN=1 同步 6、FIN=1 断开连接

TCP协议连接-三次握手定理

1、ACK=0 seq=x ACK=0 发送后状态 SYN-SENT 此时B状态位LISTEN 2、AYN=1 ACK=1 seq=y ACK=X+1(下一次发x+1) B发送后 状态为 SYN-SENT 3、ACK=1 SYN=1 SEQ=X+1 ACK=Y+1（下一次发Y+1） A发送后状态为 ESTAB-LISHED连接已建立 B的状态也是ESTAB-LISHED连接已建立

TCP四次断开

TCP协议-流量控制和拥塞控制

可变大小滑动窗口协议 由接受方的窗口控制发送方的发送速率达到流量控制的目的 拥塞控制

传输层端口

三类端口 熟知端口 1~1023 登记端口 1024~49151 客户端端口 49152~65535

域名系统DNS (域名转换为IP地址)

1、Host表 2、DNS系统 分布式数据库服务 域名系统DNS-域名空间 域名服务器的类别

域名解析过程

1、本地解析 2、迭代解析 3、递归解析 A登录 先查看自己的缓存 再看自己的Host表 解析请求到本地域名解析服务器 本地域名服务器 先看DNS本地区域缓存 1、根域名服务器（顶层域名服务器，迭代查询）

DHCP服务（动态主机地址分配协议）

客户机广播发送IP地址租用的请求 主机使用先收到的IP地址 （有线网络默认8天，无线网络6-8小时） DHCP DECLINE客户端发现IP地址无法使用，通知服务器禁止使用该IP地址

DHCP服务-中继代理

HTTP协议超文本传输协议

网络管理技术

ipconfig /all 显示本机TCP/IP配置的详细信息 /relcase DHCP 客户端手动释放IP地址 /renew DHCP客户端

linux基本管理

1、源代码公开 2、完全免费 3、完全的多任务和多用户 4、移植性好 5、稳定性好 6、用户界面良好 7、强大的网络功能 服务器领域

Linux基本管理- 目录结构

Linux基本管理- 基本操作命令

后五行 显示命令，不同的显示方法

Lunux基本管理-网络配置命令

SSH 安全的远程登陆协议 端口22

initi进程

网络管理协议

配置管理 故障管理 性能管理 计费管理 安全管理 SNMP简单网络管理协议 SNMPV1 简单 易于实现 广泛应用 基于团体 SNMPV2 完全集中式和分布式两种网络管理 SNMPV3 达到商业的安全要求

网路存储—DAS

直连外挂存储方式 NAS- 网络附加存储 FC-SAN (数据备份时不影响前端网络) 以太网和FC协议 适用于关键性存储 IP-SAN(非关键应用使用)