一、網絡架構

1. 網絡架構圖

2. 各層級功能

• 路由器：作為網絡出口，是連接互聯網中各個局域網、廣域網的關鍵設備。
• 核心層：主要負責完成數據的高效轉發以及鏈路備份等重要任務，確保網絡的高速穩定運行。
• 匯聚層：具備網絡策略制定、安全防護、工作站交換機接入以及實現 VLAN 之間通信等多種功能。
• 接入層：為工作站提供接入網絡的接口。

3. 機房網絡常見問題及解決方案

問題	原因分析	解決方案
網絡連接不穩定	可能是網絡設備故障、線路老化或接觸不良、網絡擁塞等原因。	檢查網絡設備（如路由器、交換機）的狀態，查看是否有硬件故障；檢查網絡線路，更換老化或損壞的網線；優化網絡配置，合理分配帶寬，避免網絡擁塞。
部分工作站無法上網	可能是工作站網絡配置錯誤、IP 地址沖突、接入層設備故障等。	檢查工作站的網絡配置，確保 IP 地址、子網掩碼、網關等設置正確；排查是否存在 IP 地址沖突，可通過更改 IP 地址解決；檢查接入層交換機，查看端口狀態是否正常。
網絡延遲高	可能是網絡帶寬不足、網絡設備性能瓶頸、網絡拓撲不合理等。	評估網絡帶寬需求，考慮升級網絡帶寬；檢查網絡設備的性能，如路由器、交換機的 CPU 使用率等，必要時進行設備升級；優化網絡拓撲結構，減少網絡跳數。
廣播風暴	可能是網絡中存在環路、大量廣播數據包發送等原因。	使用生成樹協議（STP）等技術防止網絡環路；檢查網絡中是否存在異常設備發送大量廣播數據包，定位并解決問題。

二、交換技術

1. 交換技術基礎

有想過局域網內主機怎么通信的？主機訪問外網又是怎么通信的？想要搞懂這些問題得從交換機、路由器講起。

交換機工作在 OSI 參考模型的第二層，即數據鏈路層。交換機擁有一條高帶寬的背部總線交換矩陣，在同一時間可進行多個端口對之間的數據傳輸。

2. 交換技術分類

• 2 層交換技術：主要用于小型局域網，僅支持在數據鏈路層轉發數據，用于工作站接入。在數據鏈路層通過 mac 地址走 arp 協議發送四元組（原 mac，原 ip，目標 ip，目標 mac 為 fff）。
• 3 層交換技術：最初是為了解決廣播域的問題而誕生，經過多年發展，三層交換機已經成為構建中大型網絡的主要力量。它工作在網絡層，支持路由功能，支持 ip 數據包全路徑轉發，主要解決廣播域的問題。

3. 廣播域相關概念

交換機在轉發數據時會先進行廣播，這個廣播可以發送的區域就是一個廣播域。交換機之間對廣播幀是透明的，所以交換機之間組成的網絡是一個廣播域。而路由器的一個接口下的網絡是一個廣播域，所以路由器可以隔離廣播域。通過 VLAN 可以將廣播域劃分為小的局域網，一個路由器的端口就是一個 VLAN，VLAN 可以有效隔離廣播域，避免因廣播亂發導致網絡癱瘓的問題。

4. ARP 協議

ARP（地址解析協議，在 IPV6 中用 NDP 替代）是通過 IP 地址獲取物理地址的一個 TCP/IP 協議。發送廣播幀就是由 ARP 協議實現的。交換機有緩存地址表，若有數據，可直接封裝二層包進行轉發。使用 arp -a 命令可以查看活躍的主機。

5. 三層交換機

前面講的二層交換機只工作在數據鏈路層，路由器則工作在網絡層。而功能強大的三層交換機可同時工作在數據鏈路層和網絡層，并根據 MAC 地址或 IP 地址轉發數據包。但它不能代替路由器，其設計之初是為了解決不同 vlan 的廣播域問題而產生的。

6. VLAN（虛擬局域網）

VLAN 是一種將局域網設備從邏輯上劃分成一個個網段的技術。一個 VLAN 就是一個廣播域，VLAN 之間的通信是通過第 3 層的路由器來完成的。VLAN 應用非常廣泛，基本上大部分網絡項目都會劃分 vlan。其主要好處有：

• 分割廣播域，減少廣播風暴影響范圍。
• 提高網絡安全性，根據不同的部門、用途、應用劃分不同網段。

三、路由技術

1. 路由器端口類型及功能

路由器主要分為兩個端口類型：LAN 口和 WAN 口。路由器是整個網絡的出口。

• WAN 口：配置公網 IP，接入到互聯網，負責轉發來自 LAN 口的 IP 數據包。
• LAN 口：配置內網 IP（網關），連接內部交換機，對接工作站。

2. 路由器功能

路由器是連接兩個或多個網絡的硬件設備，將從端口上接收的數據包，根據數據包的目的地址智能轉發出去。其主要功能包括：

• 路由
• 轉發
• 隔離子網
• 隔離廣播域

3. 路由路徑信息來源

路由器會根據目的地址給出一條最優的路徑，路徑信息的來源有兩種：

• 靜態路由：指人工手動指定到目標主機的地址然后記錄在路由表中，如果其中某個節點不可用則需要重新指定。
• 動態路由：則是路由器根據動態路由協議自動計算出路徑永久可用，能實時地適應網絡結構的變化。

4. 常用動態路由協議

• RIP（Routing Information Protocol，路由信息協議）
• OSPF（Open Shortest Path First，開放式最短路徑優先）
• BGP（Border Gateway Protocol，邊界網關協議）

四、OSI 七層模型

OSI（Open System Interconnection）是國際標準化組織（ISO）制定的一個用于計算機或通信系統間互聯的標準體系，一般稱為 OSI 參考模型或七層模型。

層次	名稱	功能	協議數據單元（PDU）	常見協議
7	應用層	為用戶的應用程序提供網絡服務，提供一個接口。	數據	HTTP、FTP、Telnet
6	表示層	數據格式轉換、數據加密/解密	數據單元	ASCII
5	會話層	建立、管理和維護會話	數據單元	SSH、RPC
4	傳輸層	建立、管理和維護端到端的連接	段/報文	TCP、UDP
3	網絡層	IP 選址及路由選擇	分組/包	IP、ICMP、RIP、OSPF
2	數據鏈路層	硬件地址尋址，差錯效驗等。	幀	ARP、WIFI
1	物理層	利用物理傳輸介質提供物理連接，傳送比特流。	比特流	RJ45、RJ11

五、TCP/UDP 協議

• TCP（Transmission Control Protocol，傳輸控制協議）：面向連接協議，雙方先建立可靠的連接，再發送數據。適用于傳輸數據量大，可靠性要求高的應用場景。在三層分組，最大傳輸單元 1500 字節，且會返回收到多少序列號。
• UDP（User Data Protocol，用戶數據報協議）：面向非連接協議，不與對方建立連接，直接將數據包發送給對方。適用于一次只傳輸少量的數據，可靠性要求低的應用場景。相對 TCP 傳輸速度快。

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