非常网管之网络管理基础

一般来说，网络管理主要是规划、监督、设计和控制网络资源的使用和网络的各种活动，以使其尽可能长时间地正常运行，或者当网络出现问题的时候尽可能快地发现和修复故障，使之最大限度地发挥其应有的效益的过程。

一、计算机通信网络以传输信息为主要目的，是用通信线路将多个计算机连接起来的计算机系统的集合，没有资源共享的概念。而计算机网络包含资源子网和通信子网。计算机网络的类型如下:按地域分类：1、局域网(local area network，LAN)是指一个局部区域内的、近距离的计算机互连组成的网络，通常采用有线的方式连接，分布范围一般在几米到几千米之间(小于10 km)。例如，一座大楼内或相邻的几座楼之间互连的网络，一个单位内部组成的网络等。由于局域网分布范围较小，容易进行管理与分配，也容易构成简洁规整的拓扑结构，网络延迟小、传输速率高、传输可靠、拓扑结构灵活。2、城域网MAN的规模主要局限在一个城市范围内，是一种介于广域网和局域网之间的网络，分布范围一般为十几千米到上百千米。3、广域网(wide area network，WAN)是指由远距离的计算机互连组成的网络，分布范围很广，可达几千千米乃至上万千米，甚至跨越国界、洲界，遍及全球。因特网就是一种典型的广域网。按传输介质分类：1、有线网（同轴电缆、双绞线、光纤）；2、无线网（无线电、微波、红外线、激光通信）。按网络拓扑结构分类：1、总线拓扑；2、星型拓扑；3、环型拓扑；4、树型拓扑；5、网状拓扑。

PS：局域网拓扑结构设计之三层网络结构：核心层（高速交换）、汇聚层、接入层。

双绞线的种类：1、直通线，两端接入RJ-45（水晶头）的线序相同。T568B（橙白、橙、绿白、蓝、蓝白、绿、棕白、棕），对于T568B的线序有一个简单口诀：橙蓝绿棕，白为先锋；三五交换，外皮压线。直通线主要用于不同种设备的互连，如计算机-交换机、计算机-集线器、交换机-路由器之间的互连等。2、交叉线，两端接入RJ-45的线序不同，一端保持T568B的线序，一端保持T568A的线序（也就是将T568B标准中1和3、2和6互换，即绿白、绿、橙白、蓝、蓝白、橙、棕白、棕）。交叉线主要用于同种设备的互连，如计算机-计算机、路由器-路由器、集线器-集线器、交换机-交换机、交换机-集线器、计算机-路由器等。3、全反线，两端接入RJ-45的线序完全相反，全反线主要用于对路由器和交换机进行初始配置时，有时也用于异步传输。

二、数据交换技术，在数据通信中，通常有电路交换、报文交换和分组交换三种主要的交换方式。1、电路交换，计算机终端之间通信时，由一方发起呼叫，在整个通信过程中双方独占一条物理线路。面向连接技术，建立连接-通信-释放连接。2、报文交换，以“存储-转发”方式在网内传输数据。无连接，时延。3、分组交换，兼有电路交换和分组交换的优点。在一条物理线路上采用动态复用的技术，能够同时传送多个数据分组。比电路交换的电路利用率高，比报文交换的传输时延小、交互性好。分组交换有数据报和虚电路两种方式。数据报是面向无连接的交换方式，比虚电路方式快速、灵活，但不保证分组按序到达。数据报分组交换适用于短报文交换。虚电路是面向连接的交换方式，保证每个分组按原来顺序有序地正确到达。虚电路分组交换适用于长报文分组交换。在计算机网络中，主要采用分组交换，偶尔采用电路交换，不使用报文交换。

三、网络协议的三要素：语法、语义、定时。

四、网络体系结构：ISO/OSI参考模型。由国际标准化组织ISO提出的开放系统互连OSI参考模型。7层，自底向上依次为：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层。其中各层的网络连接设备为，物理层：中继器（repeater）、集线器（hub），集线器可以看作是一种多端口的中继器，把来自于不同的计算机网络设备的电缆集中配置于一体，是多个网络电缆的中间转接设备，广泛应用于星型结构的网络中作为中心节点；数据链路层：网卡（NIC）、网桥（bridge）、交换机（switch）；网络层：路由器（router）、第三层交换机；应用层：网关。TCP/IP模型：4层，自底向上依次为：网络接口层、网际互连层、传输层、应用层。

五、交换机又称交换式集线器，基于MAC识别，能完成封装转发数据包功能的网络设备。其主要功能为：学习→转发/过滤→消除回路。交换机工作原理：交换机根据收到数据帧中的源MAC地址建立该地址同交换机端口的映射，并将其写入MAC地址表中。交换机将数据帧中的目的MAC地址同已建立的MAC地址表进行比较，以决定由哪个端口进行转发。如数据帧中的目的MAC地址不在MAC地址表中，则向所有端口转发。这一过程称为泛洪（flood）。若该数据帧为广播帧或组播帧，则向所有的端口转发。

交换机VLAN的配置：1、创建VLAN。方法一：在全局配置模式下创建VLAN

Switch(config)#vlan vlan_id  //创建一个vlan
Switch(config-vlan)#name vlan_name  //给vlan命名，此命令可选

方法二：进入vlan数据库中创建vlan

Switch#vlan database   //进入vlan database
Switch(vlan)#vlan 2    //添加vlan 2

2、将端口加入到相应的vlan中

Switch(config)# interface f0/1   //进入接口配置模式
Switch(config-if)# switchport access vlan vlan_id  //将接口添加到某个vlan中
Switch(config-if)# no switchport access vlan vlan_id  //将接口从某个vlan中删除

3、验证vlan的配置

Switch# show vlan brief  //查看所有vlan的摘要信息
Switch# show vlan id vlan_id   //查看制定vlan的信息

六、路由器的加电启动过程:（1）系统硬件加电自检。运行ROM中的硬件检测程序，检测各组件能否正常工作。完成硬件检测后，开始软件初始化工作。（2）软件初始化过程。运行ROM中的BootStrap程序，进行初步引导工作。（3）寻找并载入IOS系统文件。IOS系统文件可以存放在多处，至于到底采用哪一个IOS，是通过命令设置指定的。（4）IOS装载完毕，系统在NVRAM中搜索保存的Startup-Config文件，进行系统的配置。如果NVRAM中存在Startup-Config文件，则将该文件调入RAM中并逐条执行。否则，系统进入Setup模式，进行路由器初始配置。路由器的配置过程：在路由器第一次从包装盒取出加电后，可以使用setup命令，在运行该命令之前，应确保路由器的控制台（Console）端口与终端设备已用全反电缆（翻转电缆）来连接。

路由器配置模式：Router>                           （普通）用户EXEC模式

                            Router#                            特权用户EXEC模式

                            Router（config）#            全局配置模式

                            Router（config-if）#         接口配置模式

单臂路由：在路由器的一个接口上通过配置子接口（或“逻辑接口”，并不存在真正的物理接口）的方式，实现原来相互隔离的不同VLAN（虚拟局域网）之间的互连互通。

路由汇总（汇聚）：把一组路由汇聚为一个单个的路由广播，其最终结果是缩小网络上的路由表尺寸。例如：假设有4个网络，172.18.129.0/24；172.18.130.0/24；172.18.132.0/24；172.18.133.0/24。将这四个网络进行路由汇聚，能覆盖这四个网络的汇总地址是：172.18.128.0/21。

七、子网掩码将某个IP地址划分成网络地址和主机地址两部分。标准子网掩码为：A类IP地址的标准子网掩码是255.0.0.0；B类IP地址的标准子网掩码是255.255.0.0；C类IP地址的标准子网掩码是255.255.255.0。

子网掩码的计算，确定子网掩码：第一步：确定物理网段的数量，并将其转换为二进制数，并确定位数 n 。如：你需要 6个子网，6 的二进制值为 110 ，共 3 位 , 即 n=3 ；第二步：按照你 IP 地址的类型写出其缺省子网掩码。如 C 类，则缺省子网掩码为11111111.11111111.11111111.00000000;第三步：将子网掩码中与主机号的前 n 位对应的位置置 1 ，其余位置置0 。若 n=3 且为C 类地址：则得到子网掩码为 11111111.11111111.11111111.11100000 化为十进制得到255.255.255.224。

使用子网掩码计算网络地址：网络地址=子网掩码与IP地址做逻辑“与”运算。

使用子网掩码计算子网数量：第一步：观察子网掩码的二进制形式，确定作为子网号的位数 n ；第二步：子网数量为 2 的 n 次方－ 2 。比如有这样一个子网掩码：255.255.255.224 其二进制为：11111111.11111111.11111111.11100000 可见 n=3,2 的 3 次方为 8 ，说明子网地址可能有如下 8 种情况：000  001  010  011  100  101  111，但其中代表网络自身的 000 ；代表广播地址的 111 是被保留的，所以要减 2 。

计算总主机数量，子网内主机数量：总主机数量＝子网数量×子网内主机数量。比如子网掩码为255.255.255.224。上面的讨论知道它最多可以划分6个子网，那么每个子网内最多有多少个主机呢？由于网络被划分为6个子网，占用了主机号的前3位，且是 C类地址，则主机号只能用5位来表示主机号，因此子网内的主机数量＝（ 2 的 5 次方）－2 ＝ 30.因此通过这个子网掩码我们可以算出这个网络最多可以标识 6*30=180 个主机（可见，在化分子网后，整个网络所能标识的主机数量将减少）。

计算IP地址范围：写出二进制子网地址；将子网地址化为十进制；计算子网所能容纳主机数；得出 IP范围（起始地址：子网地址＋ 1 ；终止地址：子网地址＋主机数）。

八、网络连通测试命令ping，默认发送4个数据包。常用测试：

ping 127.0.0.1   //验证是否在本地计算机上安装TCP/IP以及配置是否正确。
ping 网关的IP地址   //验证默认网关是否运行以及能否与本地网络地址上的本地主机通信。
ping 本地计算机的IP地址  //验证是否正确地添加到网络。
ping 远程主机的IP地址    //验证能否正常连接。

查看局域网中的某台主机是否在线：“ping 某主机的IP地址”，如果收到“Reply from...”，则说明该主机肯定是在线的；如果收到“Request time out”，则需要再次输入“arp-a”，查看本机的ARP（Address Resolution Protocol，地址解析协议）缓存，如果有缓存条目，则说明该主机是在线的，反之，则说明该主机不在线。（因为如果该主机运行防火墙软件，禁止 ping命令回应，收到的信息也是“Request time out”）

路由追踪命令tracert、地址配置命令ipconfig、路由跟踪命令pathping、网络状态命令netstat、网络连接状态命令nbtstat。

学习来源：《非常网管——网络管理从入门到精通》（修订版）人民邮电出版社，崔北亮 陈家迁 著