一、网络分层模型1. OSI‑RM 七层参考模型从上层往下记忆应表会传网数物层级名称核心功能典型协议 / 设备7应用层面向用户业务接口、应用服务HTTP、FTP、DNS、SMTP、DHCP6表示层数据格式转换、加解密、压缩SSL/TLS、JPEG、ASCII5会话层会话建立、会话管理、断开会话RPC、NetBIOS4传输层端到端连接、流量控制、差错控制TCP、UDP端口号3网络层寻址、路由选择、跨网段转发IP、ICMP、ARP、OSPF、BGP路由器2数据链路层帧封装、MAC 寻址、链路差错检测以太网、STP、LACP交换机、网桥1物理层比特流传输、电气 / 光学信号网线、光纤、集线器、中继器考试要点路由器工作在网络层普通二层交换机工作在数据链路层集线器物理层。TCP面向连接、可靠、三次握手、四次挥手UDP无连接、不可靠、时延低适合直播、语音。2. TCP/IP 四层模型网络接口层对应 OSI 物理层 数据链路层网际层 (互联网层)IP、ARP、ICMP传输层TCP、UDP应用层所有上层应用协议3. 分层架构优缺点优点模块化、层间解耦、易于排错、协议可替换、便于标准化缺点部分层级冗余开销、层级之间存在性能损耗二、通信基础技术复用、多址接入、性能指标1. 信道复用技术一条物理信道划分多路逻辑信道FDM 频分复用划分不同频段有线电视、老式调频广播TDM 时分复用划分时间片轮流占用信道同步时分缺点空闲时隙浪费WDM 波分复用光纤内不同波长光束骨干光纤通信CDM 码分复用不同编码早期 CDMA 手机口诀频分看频率、时分看时间、波分看波长、码分看编码2. 多址接入技术多个终端争抢公共信道FDMA分配不同频段给用户TDMA分配不同时隙2G‑GSMCDMA正交编码区分用户OFDMA正交频分多址4G/5G 主流技术复用 vs 多址接入 必考点复用一个节点把信道分给多个业务 多址多个独立用户终端竞争接入公共信道。3. 网络四大时延计算题、选择题发送时延数据包长度 / 信道带宽设备把比特推送到线路耗时传播时延物理距离 / 传输介质光速光纤、网线远距离传输耗时处理时延交换机路由器查表、校验头部耗时排队时延数据包进入设备缓冲区排队等待转发网络拥堵时最大4. 通信性能指标带宽信道最高传输速率吞吐量实际平均传输速度吞吐量≤带宽抖动数据包到达时间差语音视频业务对抖动极其敏感误码率、丢包率、可用性5. 网络拓扑详解星型中心设备集中转发易维护中心单点故障。最常见园区网总线型一根主干线缆成本低主干损坏全网瘫痪老旧以太网环形数据单向环流转发自愈能力强适合工业控制网络、RPR 环网树形分层星型大型园区三层架构本质就是树型网状 Mesh设备之间多条链路极高可靠成本高昂Fat‑Tree 胖树数据中心专用拓扑向上每一层带宽扩容解决服务器之间带宽瓶颈三、局域网 LAN 架构1. 单核心局域网架构结构所有接入交换机全部上行接入唯一一台核心交换机优点结构最简单、成本低廉、部署简单、易于管理缺点核心交换机单点故障一旦损坏整个局域网瘫痪扩展性差带宽瓶颈集中在核心适用小型办公室、几十人小型网络对可靠性要求低2. 双核心局域网架构结构两台同等规格核心交换机每台接入交换机做双上行链路分别接到两台核心支持 VRRP 网关冗余 工作模式分为两种主备模式一台工作一台空闲备份故障自动切换负载分担模式两台核心同时承担流量优点设备冗余、链路冗余、消除单点故障、可靠性高、带宽更高缺点硬件成本翻倍二层环路风险需要 MSTP配置复杂、运维工作量上升适用大中型企业、办公园区、业务不能中断内网3. 环形局域网架构多台核心交换机组成闭合环路主流技术RPR 弹性分组环RPR 关键特性高频考点50ms 极速环网自愈故障之后立刻切换路径带宽空间复用环上多处可以同时传输数据带宽利用率高支持 QoS 优先级调度适用工业园区、地铁、智慧城市多个分散站点组网4. 三层分层式局域网架构接入‑汇聚‑核心① 接入层面向 PC、摄像头、AP、终端设备 职责VLAN 划分、端口安全、MAC 地址绑定、终端接入、供电 POE设计原则只做接入不部署复杂策略② 汇聚层多个接入交换机汇聚到此 职责VLAN 之间路由、ACL 访问控制、流量聚合、QoS 限速、故障隔离 汇聚层是园区网的策略控制点③ 核心层整个园区高速数据转发中枢核心层铁律考试常挖坑禁止配置 ACL、策略路由、流量过滤等消耗性能策略只负责高速、可靠、快速转发追求低时延、高带宽、高可靠。分层架构整体优点故障隔离某一层故障不会全网瘫痪模块化设计方便扩容、新增楼栋、新增部门层级化运维排障简单整体成本可控四、广域网 WAN 架构知识点详解广域网用来连接多个异地分支机构通用分层骨干层、分布层、接入层小规模网络可省去分布层。6 类广域网架构详解单核心广域网一台中心路由器对接所有分支存在单点故障适合小型分支机构很少场景。双核心广域网两台骨干路由器所有分支双链路接入链路冗余、网关备份企业多分支标准方案。环形广域网3 台以上骨干路由器成环链路故障自动绕行适合城市多节点运营商骨干。半冗余广域网重要分支部署双链路普通分支单链路性价比方案节约建设成本。案例题经常考该选型。对等子域广域网所有路由域平级没有中心骨干适合多家平级分公司、总部和分支地位对等。层次子域广域网骨干子域、一级分支子域、二级子域分层路由大型运营商全国骨干网络。五、移动通信系统架构5G 必背考点1. 5G 三大应用场景必背eMBB增强型移动宽带 —— 高清视频、VR、大带宽下载uRLLC超高可靠超低时延 —— 工业机器人、远程手术、自动驾驶时延10msmMTC海量机器类通信 —— 物联网传感器、水表电表海量终端低速率2. SBA 服务化架构5G 核心网抛弃 4G EPC 传统硬件网元采用面向服务、微服务化架构各个网元之间通过服务接口互相调用可以独立扩容、升级。4G 网元是封闭式模块5G 核心网支持服务调用、弹性伸缩、云原生部署。3. 网络切片在一套物理 5G 基础设施之上虚拟划分多个独立逻辑网络切片。 不同切片给到不同业务工业切片、普通手机上网切片、物联网切片切片之间隔离、带宽、时延独立配置。4. MEC 移动边缘计算把服务器、计算资源部署在靠近基站的边缘业务就近处理降低传输时延适合 AR、车联网、低时延业务。5. UE 接入两种模式透明模式基站直接对接外网核心网不参与数据通路非透明模式用户业务流量经过 5G 核心网处理管控六、网络系统生命周期 网络设计方法案例题高频1. 网络生命周期 6 阶段顺序不能记错需求规范 → 逻辑网络设计 → 物理网络设计 → 实施 → 运维 → 优化升级需求规范收集全部业务、流量、安全、时延、预算需求逻辑设计IP 规划、VLAN、路由、QoS、安全策略、冗余方案物理设计设备选型、机房、布线、供电、机柜实施设备安装调试、上线运维监控、故障处理、日常维护优化升级带宽扩容、架构迭代2. 两种设计方法1自上而下设计法【推荐、标准正规设计方式】从上层业务需求出发 → 逻辑架构 → 物理硬件 优点架构服务业务不会被硬件限制业务大型项目首选2自下而上设计法从现有设备、布线等硬件向上搭建网络 缺点受限于老旧硬件后期业务扩展容易遇到瓶颈只适合老旧网络改造。3. 网络需求分析分类业务需求、用户需求、应用需求、流量通信需求、安全需求、可靠性需求、预算需求。七、关键网络技术深度解析1. 网关冗余技术VRRP 虚拟路由冗余协议最高频原理多台路由器组成虚拟网关对外一个虚拟 IP一台主设备其余备份主设备故障备份路由器自动接管网关 IP。解决痛点单网关单点故障内网主机默认网关不会改动。主备切换依靠优先级抢占模式、非抢占模式。HSRP 思科私有、GLBP 支持多台设备同时负载均衡。2. 二层环路防护、链路聚合STP 生成树协议逻辑断开环路构建无树环路链路故障之后重新收敛。 缺点收敛速度慢。RSTP 快速生成树加快收敛MSTP 多实例生成树不同 VLAN 使用不同生成树实现链路负载分担。LACP802.3ad链路聚合 多条物理网线捆绑成一条逻辑链路 两大收益带宽叠加、一条物理链路损坏自动切换链路冗余。3. 路由协议详解IGP 内部网关协议自治域内部RIP距离‑矢量协议度量标准为跳数最大跳数 15周期性广播适合小型网络OSPF链路‑状态协议基于带宽计算开销支持划分区域大型园区网、企业内网首选收敛速度快。EGP 外部网关协议BGP 边界网关协议用于不同运营商、不同自治系统之间路由基于路径矢量主要用于互联网骨干。路由度量指标跳数、带宽、传输时延、链路负载、链路可靠性、开销成本。4. 故障快速探测协议 BFD双向转发检测可以毫秒级别检测链路通断配合 VRRP、OSPF 快速触发故障切换缩短业务中断时间。5. QoS 服务质量整套流程当网络带宽不足保障高优先级业务语音、监控、支付业务优先转发 完整流程 流量分类 → 流量标记 → 拥塞管理队列调度 → 流量整形 / 限速 → 拥塞避免队列调度算法WRR、SP 严格优先级语音业务一般使用 SP 调度。八、新型网络架构 SDN、NFV、网络切片区分三者1. SDN 软件定义网络核心本质控制平面 和 数据转发平面分离三层架构从上至下应用层负载均衡、防火墙、流量调度上层业务应用控制层SDN 控制器集中计算路由、下发转发规则基础设施层交换机只负责单纯数据包转发优点集中管控、网络可编程、策略统一下发、灵活调整网络适合大型数据中心。2. NFV 网络功能虚拟化思想把传统专用硬件网元防火墙、负载均衡器、入侵防御、网关 全部虚拟化部署在通用 x86 服务器虚拟机上。 好处硬件通用、降低设备采购成本、弹性扩容、快速部署网元。3. 三者区别通俗总结SDN管数据包转发逻辑控制面转发面分离NFV管网络设备硬件虚拟化软硬解耦网络切片管物理网络虚拟分割一套硬件分出多张独立逻辑网络九、三种存储架构 DAS、NAS、SAN1. DAS 直连式存储硬盘 / 存储设备直接通过线缆接到单台服务器优点速度快、结构简单、廉价缺点多服务器无法共享存储空间扩展性很差适用单台独立服务器本地存储2. NAS 网络附属存储接到以太网基于文件级别共享协议 CIFS (Windows)、NFS (Linux)优点多服务器共享文件部署简单走普通局域网缺点文件读写消耗以太网带宽不适合高性能块设备数据库3. SAN 存储区域网络块级存储服务器访问磁盘如同本地硬盘块读写FC‑SAN光纤通道高速专用光纤网络性能最好价格昂贵IP‑SAN (iSCSI)基于以太网 IP 网络传输块数据性价比高NAS vs SAN 核心区别答题背诵NAS文件存储以太网适合文档、共享文件SAN块存储适合数据库、虚拟机硬盘、高性能业务十、IPv4 向 IPv6 过渡全部技术双协议栈设备同时开启 IPv4、IPv6 协议可以访问两种网络最简单方案。隧道技术把 IPv6 数据包封装进 IPv4 数据包穿越现有 IPv4 互联网GRE 通用路由封装隧道6‑to‑4 隧道ISATAP 站点内自动隧道用于内网主机之间 IPv6 通信NAT‑PT协议地址翻译网关实现 IPv4 主机和 IPv6 主机互相通信。答题区分双栈是原生支持隧道用于 IPv6 穿过 ipv4 网络NAT‑PT 用于异构协议互通。十一、网络可靠性高可用设计案例题优化措施标准答案遇到「如何提升网络可靠性」直接套用下面方案设备冗余双核心架构、核心设备主备冗余链路冗余双上行、LACP 链路聚合网关冗余部署 VRRP 虚拟网关路由冗余配置多条静态路由、OSPF 等价路由链路故障毫秒检测BFD 协议环网自愈RPR、RRPP故障隔离分层架构故障局限在接入层负载分担避免单设备流量过载十二、网络安全架构考点ACL 访问控制列表数据包过滤禁止特定 IP 访问DMZ 隔离区防火墙划分服务器放置 DMZ外网访问 DMZ禁止外网访问内网内网可以访问 DMZ 和外网主流安全协议IPsecVPN 站点到站点加密SSL/TLSHTTPS 网页加密802.1X端口准入认证终端接入交换机需要账号认证IDS 入侵检测只检测告警IPS 入侵防御检测并且主动阻断攻击流量