【HCIA-Datacom V1.0培训教材】数据通信网络基础

1. 通信与网络

? 网络通信的例子：
? A. 两台计算机通过网线连接，形成最简单的网络。
? B. 由路由器(或交换机)和多台计算机设备组成的小网络。在这样的网络中，
通过路由器的中转，每两台计算机之间都可以自由地传递文件。
? C. 当计算机想要从某个网站获取文件时，必须先访问Internet，然后下载。
? Internet (译名:英特网、互联网、网际网等。)，是世界上最大的计算机网络。
1969年诞生的身体诞生于1969年ARPAnet (Advanced Research Projects Agency Network)。Internet的
广泛的推广和应用是当今信息时代的标志性内容之一。

信息传递过程：

? 对比快递流程与网络通信流程：
? 需要快递的物品：
? 应用程序生成需要传递的信息 (或数据)。
? 包装物品形成包装，并粘贴包含收货人姓名和地址的快递单：
? 应用程序将数据打包成原始的数据载荷
报纸中的重要信息是接收者的地址信息，即目的地址。
? 在信息单元的基础上，增加一些新的信息段，形成新的信息单元
过程称为封装。
? 包裹送到配送中心，配送中心对包裹上的目的地地址进行分检，到同一城市的物品被送到配送中心
放入同一架飞机，飞向天空:
? 报文通过网线到达网关。网关收到报文后，将其解封
通过网关和路由器的传输，重新包装，并根据目的地址发送到不同的路由器，
报文最终离开本地网络，进入Internet传输干道。
? 其中，网线的作用与公路相同，是信息传输的介质。
? 飞机到达目的机场后，取出包裹进行分检，将包裹送到同一集散中
心：
? 报文经过Internet主干道的传输，到达目的地所在地的本地网络，本地网络的网关或道路
由器解封包装报文，并根据目的地址决定发送到相应的下一个路由器，最后
到达目的计算机所在网络的网关。
? 集散中心根据包裹上的目的地地址进行分检。快递员把包裹送到门口，收件人打开包裹，确认物品
产品完好无损后收集。整个快递过程完成。
? 报文到达目的计算机所在网络的网关，解封装和封装，然后根据目的地址发往相应的
计算机。计算机收到报文后，对报文进行校验。校验正确后，接收下一篇报文，并将
数据载荷由相应的应用程序处理。完整的网络通信过程已经结束。

常用术语：

? 数据载荷：可以理解为最终要传递的信息，但实际上，在具有层次结构的通信过程中，
上一层协议传递给下一层协议的数据单元(报文)可称为下一层协议的数据载荷。
? 报纸：网络中交换和传输的数据单元有一定的内部格式，通常有头部 数据载荷
尾部的基本结构。在传输过程中，报纸的格式和内容可能会发生变化。
? 头：为了更好地传递信息，在组装报纸时，在数据载荷前添加的信息段统称为报纸
的头部。
? 尾部：为了更好地传递信息，在组装报纸时，在数据载荷后面添加的信息段统称为报纸
尾部。请注意，许多报纸没有尾部。
? 包装：分层协议采用的一种技术。当底层协议收到上层协议的消息时，附加消息
底层帧的数据部分。
? 解封：是封装的逆过程，即去掉报文的头尾，获取数据载荷的过程。
? 网关：在使用不同系统结构或协议的网络之间交换时，用于提供协议转换和路由选择
选择、数据交换等功能的网络设备。网关是根据其部署位置和功能命名的术语，而不是
是特定类型的设备。
? 路由器：为报纸选择传输路径的网络设备。
? 终端设备：数据通信系统的终端设备，作为数据的发送者或接收者，提供用户接入协议操作
计算机、服务器、VoIP、手机等。

数据通信网络的基本概念：

? 数据通信网络，Data Communication Network。

网络设备-交换机

? 交换机：
? 在公园网络中，交换机通常是最接近终端用户的设备，接入层的交换机通常是
二层交换机，又称以太网交换机，二层是指TCP/IP数据链路层参考模型；
? 可实现以太网交换机：数据帧交换、终端用户设备接入、基本接入安全功能、
二层链路冗余等；
? 广播域：一个节点发送一个节点，其他节点都可以收到。

网络设备-路由器

? 路由器：
? 路由器工作TCP/IP网络层参考模型；
? 路由器可以实现：维护路由表和路由信息、路由发现和路径选择、数据转发、广泛隔离
播域、广域网接入、网络地址转换及特定安全功能。

网络设备-防火墙

? 防火墙：
? 它位于两个信任程度不同的网络之间(如企业内部网络和Internet之间)设备，它
通过强制实施统一的安全策略，控制两个网络之间的通信，防止重要信息资源
非法访问和访问源，以保护系统安全。

网络设备-无线设备

? 无线局域网WLAN广义上是指以无线电波、激光、红外线等无线信号来代替有线局域网中
由部分或全部传输介质组成的网络。Wi-Fi是指IEEE 802.无线局域网的无线局域网
技术。
? 在WLAN常见的设备有胖AP、瘦AP和无线控制器AC。
? 无线接入点 (AP, Access Point)
? 一般支持FAT AP、FIT AP根据网络规划的需要，和云管理工作模式可以灵活
在各种模式下切换地面。
? FAT AP：适合家庭，独立工作，需要单独配置，功能单一，成本低。
? FIT AP：适用于大中型企业，需要配合AC使用，由AC统一管理配置，功能丰富
富。
? 云管理：适用于中小企业，需要与云管理平台合作，由云管理平台统一管理
理与配置，功能丰富，即插即用。
? 无线接入控制器 (AC, Access Controller)
? 一般位于整个网络的汇聚层，提供高速、安全、可靠WLAN业务。
? 具有大容量、高性能、高可靠性、易安装、易维护的无线数据控制业务
组网灵活、绿色节能等优势。

2.网络类型和网络拓扑

局域网、城域网、广域网

? 根据覆盖的地理范围，网络类型可分为局域网和广域网，以及介于局域网和广域网
之间的城域网。
? 局域网：
? 基本特点：
? 覆盖范围一般在几公里之内；
? 主要功能是接近分布距离 (如: 有一个家庭，一座或几座建筑，一个校园
内，等等) 连接几台终端电脑。
? 使用技术：以太网，Wi-Fi等。
? 城域网：
? 基本特点：
? 城域网是大型局域网，成本高，但传输速度快。
局域网中的传输介质得到了改进，局域网的访问范围也得到了扩大。
校园或城市；
? 主要功能是连接同一城市不同地点的主机、数据库和局域网；
? 类似于广域网，但实现方式和性能不同。
? 使用技术：基于大型局域网，类似于以太网等局域网技术 (10Gbps/100Gbps)、
WiMAX (全球互通微波访问)。

? 广域网：
? 基本特点：
? 覆盖范围一般在几公里以上，可达几十、几百或几千公里；
? 主要功能是使分布更远 (如: 跨越城市和国家， 等等) 若干局域网或城市
网络连接；
? 将使用电信运营商的通信线路。
? 使用技术：HDLC、PPP等。

局域网、城域网、教育行业广域网

网络拓扑：

? 画网络拓扑:
? 掌握专业的网络拓扑图绘制技巧非常重要，需要大量的练习。
? Visio及Power Point它是绘制网络拓扑图的两种常用工具。

网络拓扑形式：

? 星型网络：
? 所有中心节点连接所有节点。
? 优点：在网络中容易添加新的节点。通信数据必须通过中心节点中转，才能轻松实现网络
监控。
? 缺点：中心节点的故障会影响整个网络的通信。
? 总线网络：
? 所有节点通过总线(如轴电缆)连接在一起。
? 优点：安装简单，节省电缆。某一节点的故障会影响整个网络的通信。
? 缺点：总线故障会影响整个网络的通信。所有其他节点都可以发送某个节点的信息
安全性低。
? 环型网络：
? 所有节点都连接成一个封闭的环。
? 优点：节省电缆。
? 缺点：增加新的节点比较麻烦，必须先中断原来的环，才能插入新节点以形成新环。
? 树型网络：
? 树型结构实际上是一种层次化的星型结构。
? 优点：能快速连接多星网络，易于扩大网络规模。
? 缺点：节点故障水平越高，网络问题越严重。 全网网络：
? 所有节点都通过电缆互联。
? 优点：可靠性高，通信效率高。
? 缺点：每个节点都需要大量的物理端口和大量的互连电缆。成本高，不易
扩展。
? 部分网络：
? 只是关键节点之间只有两两个连接。
? 优点：成本低于全网网络。
? 缺点：可靠性低于全网网。
? 在实际组网中，各种拓扑形式通常根据成本、通信效率、可靠性等具体需要进行
结合的方法。

3.网络工程和网络工程师

网络工程：

? 网络工程是围绕网络的一系列活动，包括网络规划、设计、实施、调试、
排错等。
• 网络工程设计的知识领域很宽广，其中路由和交换是计算机网络的基本。

网络工程师：

网络工程师的技术成长之路

华为认证：

华为认证体系

华为数通认证进阶路径：

 • HCIA-Datacom：一门课程（考试）
▫ 数据通信基本概念、路由交换技术基础、安全、WLAN，SDN与NFV，编程自动化基
础、网络部署案例
• HCIP-Datacom：一门必选课程（考试），六门任选子认证课程（考试）
▫ 必选课程（考试）：
▪ HCIP-Datacom-Core Technology
▫ 任选课程（考试）：
▪ HCIP-Datacom-Advanced Routing & Switching Technology 
▪ HCIP-Datacom-Campus Network Planning and Deployment 
▪ HCIP-Datacom-Enterprise Network Solution Design 
▪ HCIP-Datacom-WAN Planning and Deployment 
▪ HCIP-Datacom-SD-WAN Planning and Deployment 
▪ HCIP-Datacom-Network Automation Developer
• HCIE-Datacom：一门课程（考试），融合两大模块
▫ 经典网络：
▪ 基于命令行的经典数通技术理论
▪ 基于命令行的经典数通技术部署
▫ 华为SDN解决方案：
▪ 企业SDN解决方案技术理论
▪ 企业SDN解决方案规划部署