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不少弱电师傅只会布线装机,碰到网络故障、跨网段调试就毫无头绪,根本原因是不懂网络底层原理。
监控、门禁、无线、楼宇自控都离不开网络,IP、协议、交换机、排障命令是进阶必备。
本文整理 100 个弱电常用网络概念,涵盖拓扑、线缆、IP 规划、协议、运维安全等内容。吃透它们,排障、做方案、独立操盘项目都能得心应手。
1、网络基础概念
(1) 链接
我们通常所说的链接指的是两个设备之间的连接。包括用于通信的电缆类型和协议。
(2) 节点
节点指的是发生连接的那个点。可以是网络中的计算机或者设备,一般需要两个及其以上的设备形成网络连接。
(3)网络
我们通常说的网络指的是计算机和其他外围设备之间的互连。可以是有线或者无线两种方式。
(4)骨干网
所谓骨干网就是一堆集中在一起的网络基础设施,专门负责路由和数据的分发或者处理带宽和通道管理。
(5)LAN(局域网)
就是在一个小范围内计算机与其他网络设备进行连接。主要突出相对小的范围。
(6)WAN(广域网)
相对于LAN,WAN指的就是一个大范围的计算机与其他网络设备进行连接。这个大范围可能是国家或者地区。
(7)对等网络(P2P)
所谓对等,就是两边是公平的,没有服务器,所有的PC都是独立工作站。
(8)混合网络
结合客户端-服务器和对等体系结构的网络设置。
(9)客户端/服务器
集中在一起统一提供的服务的计算机设备叫服务器。个人使用的工作站,PC为客户端。
(10)Sneakernet
早期的联网的方式,主要是通过磁盘、磁带等可移动介质物理传输数据。
2、网络拓扑相关
(11)网络拓扑
所谓网络拓扑,就是一堆计算机和网络设备之间形成的一种网络的布局。展示各种设备之间的互连方式。
(12)星型拓扑
星型拓扑,有一个中央集线器(交换机),所有设备都连接到这个中央集线器(交换机)上面。中央集线器(交换机)出现问题会导致整个网络瘫痪。
(13)环型拓扑
所有的网络设备呈环状相连接。如果某个节点出现问题,会导致整个网络瘫痪。
(14)网格拓扑
所有网络设置之间交互连接。容错性比较强,但是网络杂乱复杂,故障难以排查。
(15)网络拓扑的决策影响
决定互连设备的使用媒介,作为设置所需材料、连接器和终端的基础。
3、网络硬件与传输介质
(16)NIC(网络接口卡 / 网卡)
就是在电脑上或连接到电脑上的网络硬件。一般有唯一的MAC地址。
(17)集线器
有许许多多端口的中继器,流量效率会随着设备的增多而降低。
(18)交换机
功能比集线器强,其中就是带有额外强大功能的集线器。
(19)路由器
主要用于连接两个及以上网段。主要提供路由的作用,为数据提供一个最佳的传输路径。
(20)网关
可以理解为网络的一个关隘,提供两个及以上网段的连接,通常为运行网关软件的计算机,通过翻译服务实现不同系统的网络通信。
(21)UTP 电缆(非屏蔽双绞线)
单段允许长度 90-100 米,正确终止率为 100 欧姆。我们平时所说的网线就指的是这个。
(22)光纤
想比于UTP电缆,优势为抗电气干扰能力强、支持更高带宽、长距离信号降级小。
(23)直通电缆
主要是计算机用来连接交换机、集线器或路由器。标准颜色顺序为橙色 / 白色、橙色、绿色 / 白色、蓝色、蓝色 / 白色、绿色、棕色 / 白色、棕色;
(24)交叉电缆
数据传输引脚与接收引脚交叉连接,用于两台类似设备直连(如 PC 到 PC、集线器到集线器)。
4、网络协议体系
(一)OSI 参考模型
(25)OSI 定义与作用
一种存在于理论上的数据通信的参考模型,一共7 层,每层扮演网络通信的不同角色。
(26)OSI 七层结构
物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层。
(27)物理层
实现数据位与电信号的相互转换,涉及网络设备和电缆类型的考虑与设置。
(28)网络层
负责数据路由、分组交换和网络拥塞控制,路由器在此层运行。
(29)会话层
为网络两台设备提供通信的协议和方法,包括会话的建立、信息交换管理和终止解除。
(30)TCP/IP 应用层与 OSI 的对应
TCP/IP 应用层对应 OSI 的会话层、表示层和应用层。
(二)TCP/IP 协议栈
(31)TCP/IP 定义
传输控制协议 / 互联网协议,一组旨在在异构网络上进行数据交换的协议层。
(32)TCP/IP 四层结构
网络层、网际层、传输层、应用层。
(33)TCP/IP 网际层协议
ICMP、IGMP、IP、ARP。
(34)TCP/IP 应用层协议
FTP、TFTP、Telnet、SMTP。
(三)其他常用协议
(35)RIP(路由信息协议)
路由器用于跨网络传输数据的协议,通过广播路由表管理路由数据,以跳数确定网络距离。
(36)OSPF(开放最短路径优先)
链路状态路由协议,通过路由表确定数据交换的最佳路径。
(37)SLIP(串行线路接口协议)
UNIX 早期开发的旧协议,用于远程访问。
(38)FTP(文件传输协议)
FTP主要是用来进行文件传输的协议,这歌协议与平台无关,可以用于不同系统(如 UNIX 和 Windows 服务器)间的文件传输。
(39)匿名 FTP
授予用户访问公共服务器文件的方式,用户以匿名访客身份登录,无需身份识别。
(40)SMTP(简单邮件传输协议)
处理内部邮件,在 TCP/IP 协议栈上提供邮件传递服务。
(41)DHCP(动态主机配置协议)
自动为网络设备分配 IP 地址,检查并分配未被占用的可用地址。
(42)ARP(地址解析协议)
主要用来将已知的 IP 地址映射到 MAC 层地址。
(43)ICMP(Internet 控制消息协议)
为 TCP/IP 协议栈内协议提供消息传递和通信,管理 PING 等工具的错误信息。
(44)NAT(网络地址转换)
为公共网络上多台计算机提供共享单一 Internet 连接的方式。
(45)CSMA/CD(碰撞检测)
碰撞发生时重新发送数据帧。
(46)CSMA/CA(碰撞避免)
数据传输前先广播意图发送。
(47)Windows RRAS 服务支持的协议:
NetBEUI、TCP/IP、IPX。
5、 IP 地址与地址管理
(48)IP 地址的表示
类似于192.168.1.1这样的叫做IP地址,主要特征是 以点分十进制格式显示,为四个由点分隔的十进制数字。
(49)IP 地址分类识别
主要通过第一个8位字节来区分IP地址的种类:
• 0 位开头为 A 类
• 10 开头为 B 类
• 110 开头为 C 类
(50)A/B/C 类网络的最大网络和主机数
• A 类 126 个网络 16777214 个主机;
• B 类 16384 个网络、65534 个主机;
• C 类 2097152 个网络、254 个主机。
(51)C 类网络的网络 ID 与主机 ID
网络 ID 位数 21,数量 2097152;每个网络 ID 的主机 ID 数量 254。
(52)子网掩码
与 IP 地址组合识别扩展网络地址和主机地址,由 32 位组成。
例如:255.255.255.255
(53)私有 IP 地址
分配用于内部网的地址,不可在公共网络路由,可在多个内部网重复使用,无冲突。
(54)私有 IP 地址示例
10.0.0.0(子网掩码 255.0.0.0)、172.16.0.0(子网掩码 255.240.0.0)。
(55)公网 IP 与地址共享
地址共享通过地址转换实现,互联网主机仅能看到公共 IP,隐藏内部私有 IP,具备安全优势。
(56)IPv6
Internet 协议版本 6,开发用于替代 IPv4,解决 IPv4 地址饱和的问题。
(57)MAC 地址(媒介访问控制地址)
唯一标识网络设备的地址,又称物理地址 / 以太网地址,由 6 个字节组成。
(58)默认网关
提供本地网络与外部网络的连接方式,通常为外部路由器端口的地址。
6、网络工具与实用程序
(59)ping
检测网络设置之间是否连同的最常用的程序。一般情况是:ping 192.168.1.1 这样使用。
(60)tracert/traceroute
tracert是windows的程序,traceroute是linux的程序。跟踪数据从路由器到目标网络的路由,显示传输过程中的跳数。
(61)ipconfig/ifconfig
Ipconfig是windows程序,ifconfig是linux程序。用于查看物理地址和IP地址的。
(62)netstat
主要用来查询TCP/IP 设置的连接相关信息。一般常用来查看端口是否启动。
7、网络安全与防护
(63)网络保护方法
一般的常规操作就是:
• 安装并更新防病毒程序
• 正确设置配置防火墙
• 实施用户认证。
(64)防火墙
用来防止外部用户访问专用网络,保护内部网络免受外部攻击(如黑客、计算机病毒)。
(65)代理服务器
就是一个伪装的服务器,为了防止外部用户识别内部网络的 IP 地址和物理位置,使内部网络对外部几乎不可见。
(66)VLAN(虚拟局域网):
在交换机级别创建单独的广播域,解决单广播域的信息广播问题,用于安全目的;
建立的基本要求是利用交换机的 VLAN 功能划分广播域。
(67)密码设置
就是设置一个只有你自己的知道的可以用于的登录系统的字符串。
一个好的密码(强密码)密码由字母和数字组合而成,结合大小写、特殊字符,一般不低于8位,避免使用易猜测的信息(如日期、姓名)。
(68)加密
将信息转换为不认识的代码,或者中换一种方式展示,如123 通过某种规则换成ssddfs,通过秘密密钥 / 密码解密,防止中途截获的信息被窃取。
(69)RSA 算法
一种非对称加密算法。Rivest-Shamir-Adleman 算法,目前最常用的公钥加密算法,公钥加密 , 只有私钥能解开。
(70)认证
用户登录网络前验证凭据的过程,通常使用用户名和密码,一定程度避免裸跑,限制有害入侵者的网络访问。
(71)隧道模式
LAN 网关创建 IPSec 虚拟隧道,保护两台非直接使用 IPSec 的通信计算机之间的所有通信。
(72)DoS(拒绝服务攻击)
试图阻止用户访问互联网或网络服务的攻击,常见方式就是不停地访问服务器,使其无法处理合法流量。
8、网络软件与系统
(73)NOS(网络操作系统)
为计算机提供网络连接的一种软件,或者一种专用的操作系统,主要是用来实现与其他计算机和设备的通信。
(74)集群支持
集群就是将很多台服务器放在一起,提高容错性的一种办法。其中一台服务器故障时,集群内其他服务器继续处理工作。
(75)网络配置文件
为每个用户设置的配置设置,可将用户划分到不同组中。
9、网络传输与数据处理
(76)点对点链接
网络上两台计算机之间的直接连接,仅需哇网线连接两台计算机的网卡,无需其他网络设备。
(77)数据封装
就是把数据封装到一个包里面,通常在网络传输之前将信息分解为更小可管理块的过程,在标题中附加源 / 目标地址和奇偶校验。
(78)信号衰减
电缆过长等原因导致的信号丢失问题,可通过中继器、集线器重新生成信号解决,同时需检查电缆终止是否正确。
(79)组播路由
针对性的广播形式,将消息发送到选定的用户组,而非子网所有用户。
(80)10Base-T
表示 10Mbps 数据传输速率,Base 表示基带,T 表示双绞线电缆。
(81)100Base-FX
网段最大允许长度 412 米,整个网络最大长度 5 公里。
(82)串扰
电磁干扰 / 噪声,会影响电缆传输数据,屏蔽且双绞的电缆可防止串扰。
10、网络管理与维护
(83)网络管理员的职责
安装网络、配置网络设置、维护和故障排除网络。
(84)DHCP 对网络管理的协助
创建 IP 地址池,管理员无需逐台配置静态 IP,实现地址的动态分配。
(85)网络故障类型 - 硬件相关
硬盘故障、NIC 损坏、硬件启动问题、不正确的硬件配置。
(86)网络故障类型 - 软件相关
客户端服务器问题、应用程序冲突、配置错误、协议不匹配、安全问题、用户政策和权利问题。
(87)容错系统
通过消除单点故障确保持续的数据可用性,但无法保护意外删除等情况的数据。
(88)防病毒程序的安装
网络中所有服务器和工作站均需安装,防止用户通过可移动介质引入病毒。
11、网络相关组织与标准
(89)IEEE(电气和电子工程师学会)
由工程师组成的组织,发布并管理电气和电子设备标准,包括网络设备、接口、电缆和连接器。
12、网络专用技术与服务
(90)VPN(虚拟专用网络)
通过 Internet 等网络创建安全通道的技术,可建立到远程服务器的安全拨号连接。
(91)权限
用户在网络上执行特定操作的授权许可,可为每个用户分配个性化权限。
(92)网络加密的重要性
将信息转换为不可读代码,只有拥有正确密钥 / 密码的用户才能解密,防止中途截获的信息泄露。
13、其他补充
(93)UDP(用户数据报协议)
unp是一种无连接、不可靠的传输层协议,不保证数据顺序与到达,但传输速度快,一般用于视频、语音、直播等实时性要求高的场景。
(94)单播 / 广播 / 组播
单播是一对一发送,广播是向同一网段所有设备发送,组播是向一组选定设备发送。
(95)nslookup
用于查询域名对应的 IP 地址,或反向查询 IP 对应的域名,是排查 DNS 问题的常用命令。
(96)DDoS 攻击
分布式拒绝服务攻击,利用多台受控主机同时向目标服务器发送大量请求,导致服务器瘫痪无法服务。
(97)数字签名
使用私钥对数据进行加密处理,用于验证发送者身份、保证数据未被篡改,具有不可抵赖性。
(98)全双工 / 半双工
全双工可同时发送和接收数据;半双工只能交替发送或接收,不能同时进行。
(99)中继器
工作在物理层的设备,用于放大、重新生成衰减的网络信号,延长网线的有效传输距离。
(100)QoS(服务质量)
用于保证网络中关键业务(如语音、视频)的带宽与优先级,避免延迟、丢包影响使用体验。
以上就是关于100个网络基础知识的介绍。主要从基础概念与拓扑,网络协议体系,IP与网络配置,高级网络与维护等几个大类进行介绍。
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