一、計算機網絡簡介
計算機網絡是現代信息社會的基石,其核心定義是:將地理位置不同、具有獨立功能的多臺計算機及其外部設備,通過通信線路和通信設備連接起來,在網絡操作系統、網絡管理軟件及網絡通信協議的管理和協調下,實現資源共享和信息傳遞的系統。
核心要素與目標
- 互聯的自治計算機:每臺計算機在聯網前后均能獨立工作。
- 通信線路與設備:包括傳輸介質(如雙絞線、光纖)和互聯設備(如交換機、路由器)。
- 協議與軟件:遵循統一的規則(如TCP/IP協議族)進行通信。
- 主要目標:
- 分布式處理與負載均衡:將大任務分解到多臺計算機協同完成。
二、計算機網絡分類(按地理范圍)
這是最常見的分類方式,直接決定了網絡的技術特性和設計思路。
- 局域網 (Local Area Network, LAN)
- 特點:高數據傳輸速率(10Mbps至100Gbps)、低誤碼率、私有管理、拓撲結構規整(星型、總線型、環型為主)。
- 典型技術:以太網(Ethernet)、Wi-Fi(IEEE 802.11)。
- 城域網 (Metropolitan Area Network, MAN)
- 范圍:覆蓋一個城市或地區,介于LAN和WAN之間。
- 特點:作為城市基礎設施,為多個LAN提供高速互聯。
- 典型技術:早期有FDDI、DQDB,現在多采用基于SDH/DWDM的光纖網絡或以太網技術。
- 廣域網 (Wide Area Network, WAN)
- 特點:傳輸距離遠、速率通常低于LAN(但隨著光纖普及已極大提升)、利用公共電信網絡、拓撲結構復雜不規則。
- 典型技術:分組交換(如X.25、幀中繼)、電路交換(如PSTN)、以及當前主流的IP over Everything(基于IP協議,運行在SDH、MPLS等底層之上)。互聯網是最大的廣域網。
- 個人區域網 (Personal Area Network, PAN)
- 范圍:圍繞個人工作空間的極小型網絡,通常10米以內。
- 典型技術:藍牙(Bluetooth)、ZigBee、紅外(IrDA)。
補充分類:
按拓撲結構:總線型、星型、環型、網狀型、樹型等。
按傳輸技術:廣播式網絡(如傳統以太網)、點對點網絡(如幀中繼)。
* 按使用者:公用網(如互聯網)、專用網(如企業、軍隊內部網絡)。
三、網絡工程概述
網絡工程是將系統化的、規范的、可度量的方法應用于網絡系統的設計、實現、運維和管理的全過程。 它不僅僅是設備連接,更是一項系統工程。
網絡工程的生命周期(關鍵階段)
- 需求分析與規劃:明確網絡建設的目標、范圍、性能指標(如吞吐量、延遲)、安全要求和預算。這是后續所有工作的基礎。
- 網絡設計:
- 邏輯設計:設計IP地址規劃、VLAN劃分、路由協議選擇、網絡管理策略等。
- 物理設計:選擇設備型號、確定布線方案、機房規劃等。
- 遵循層次化模型(如接入層、匯聚層、核心層)以增強可擴展性和可管理性。
- 實施與部署:按照設計方案進行設備采購、安裝、配置、調試和系統集成。
- 測試與驗收:進行連通性測試、性能測試、安全測試等,確保網絡符合設計要求,并完成項目驗收。
- 運維與管理:網絡進入穩定運行階段后,需要進行持續的監控、故障排除、性能優化、配置備份和安全管理。
- 優化與升級:根據業務發展和技術演進,對現有網絡進行擴容、技術改造或架構升級。
網絡工程師的核心技能要求
- 理論知識:深入理解OSI/RM、TCP/IP模型及各層協議原理。
- 規劃設計能力:能夠根據場景完成中小型網絡的規劃與設計。
- 設備配置與管理:熟練掌握主流廠商(如華為、思科)路由器、交換機的配置。
- 故障排查能力:運用各種工具(如ping, traceroute, 協議分析器)快速定位并解決網絡問題。
- 安全意識:具備部署防火墻、VPN、訪問控制列表等基礎安全能力。
總結:本部分作為開篇,旨在建立對計算機網絡宏觀概念、分類標準以及網絡工程系統性工作流程的整體認識。理解這些基礎是后續深入學習協議細節、路由交換技術、網絡安全等具體知識的前提。在軟考中,這些概念是選擇題和案例分析題的常考基礎。