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本章我们将学习数据通信网络基础知识，了解通信与网络的基本概念，常见的网络类型与网络拓扑，网络工程和网络工程师的职责。
本章包含内容：
- 网络通信基本概念
- 数据通信网络基本概念
- 网络类型与网络拓扑
- 网络工程与网络工程师定义
学完本章内容后，你将能够：
- 区分网络通信和数据通信网络的概念
- 描述信息传递的过程
- 区分不同的网络设备并了解其基本作用
- 认识不同的网络类型及拓扑类型
- 了解网络工程与网络工程师的相关概念
数据通信网络基本概念
通信网络
定义： 终端设备间通过计算机网络进行的通信
例子： 两台计算机通过网线传文件、多台计算机通过路由器传文件、计算机通过Internet下载文件
数据通信网络
概念： 由路由器、交换机防火墙、无线控制器、无线接入点、以及个人电脑、网络打印机、服务器等设备构成的通信网络
功能： 最基本功能实现数据互通
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信息传递过程
数据载荷： 可以理解为最终想要传递的信息，但实际上，在具有层次化结构的通信过程中，上一层协议传递给下一层协议的数据单元（报文）都可以称之为下一层协议的数据载荷。
报文： 网络中交换与传输的数据单元，具有一定的内在格式，通常都具有头部+数据载荷+尾部的基本结构。传输过程中，报文的格式和内容可能发生改变。
头部： 为了更好的传递信息，在组装报文时，在数据载荷的前面添加的信息段统称为报文的头部。
尾部： 为了更好的传递信息，在组装报文时，在数据载荷的后面添加的信息段统称为报文的尾部。注意，很多报文是没有尾部的。
封装： 分层协议所采用的一种技术，底层协议收到来自上层协议的消息时，将该消息附加到底层帧的数据部分。
解封装： 是封装的逆过程，也就是去掉报文的头部和尾部，获取数据载荷的过程。
网关： 是在采用不同体系结构或协议的网络之间进行互通时，用于提供协议转换、路由选择、数据交换等功能的网络设备。网关是一种根据其部署位置和功能而命名的术语，而不是一种特定的设备类型。
路由器： 为报文选择传递路径的网络设备。
终端设备： 数据通信系统的端设备，作为数据的发送者或接收者，提供用户接入协议操作所需必要功能，可以是计算机、服务器、
网络设备
交换机
概念： 距离终端用户最近的设备，用于终端用户接入网络，对数据帧进行交换等
图标
二层交换机： 接入层的交换机一般为二层交换机，又称为以太网交换机，二层是指TCP/IP参考模型的数据链路层
广播域： 一个节点发送一个广播报文其余节点都能够收到的节点的集合
路由器
概念： 网络层设备，可以在因特网中进行数据报文转发
图标：
功能：
- 实现同类型网络或异种网络之间的通信
- 隔离广播域
- 维护路由表和路由信息、运行路由协议
- 路由发现及路径选择、IP报文转发
- 广域网接入和网络地址转换及特定的安全功能
- 连接通过交换机组建的二层网络
防火墙
概念： 网络安全设备，用于控制两个网络之间的安全通信
图标
功能：
- 隔离不同安全级别的网络
- 实现不同安全级别的网络之间的访问控制
- 用户身份认证
- 实现远程接入功能
- 实现数据加密及虚拟专业网业务
- 执行网络地址转换
- 其他安全功能
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的部分或全部传输介质所构成的网络。而常见的Wi-Fi是指IEEE 802.11标准上的无线局域网技术。
- 在WLAN中，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和云管理工作模式，根据网络规划的需求，可以灵活地在各种模式下切换。
- FAT AP：适用于家庭，独立工作，需单独配置，功能较为单一，成本低。
- FIT AP：适用于大中型企业，需要配合AC使用，由AC统一管理和配置，功能丰富。
- 云管理：适用于中小型企业，需要配合云管理平台使用，由云管理平台统一管理和配置，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、可靠的WLAN业务。
- 提供大容量、高性能、高可靠性、易安装、易维护的无线数据控制业务，具有组网灵活、绿色节能等优势。
网络类型与网络拓扑结构
分类（按地理覆盖范围分）
网络类型可以根据覆盖的地理范围，划分成局域网和广域网，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；
- 主要作用是把分布距离较近(如: 有一个家庭内、一座或几座大楼内、一个校园内，等等) 的若干终端电脑连接起来。
- 使用技术：以太网、Wi-Fi等。
城域网：
基本特点：
- 城域网是较大型的局域网，需要的成本较高，但可以提供更快的传输速率。它改进了局域网中的传输介质，扩大了局域网的访问范围，范围可以包含一个大学校园或城市；
- 主要作用是将同一城市内不同地点的主机、数据库以及局域网等连接起来；
- 与广域网作用相似，但实现方式和性能不同。?使用技术：基于大型的局域网，与局域网技术相似，如：以太网(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，可大至几十、几百或几千公里；
- 主要作用是把分布较远(如: 跨越城市、跨越国家，等等) 的若干局域网或城域网连接起来；
- 会用到电信运营商的通信线路。
- 使用技术：HDLC、PP
网络拓扑
概念： 用传输介质（如双绞线、光纤）互连各种设备（如计算机终端、路由器、交换机）所呈现的结构化布局
绘制的常用工具： Visio、PPT
网络拓扑形态
星型网络
所有节点通过一个中心节点连接在一起。
优点：容易在网络中增加新的节点。通信数据必须经过中心节点中转，易于实现网络监控。
缺点：中心节点的故障会影响到整个网络的通信。
总线型网络
所有节点通过一条总线（如同轴电缆）连接在一起。
优点：安装简便，节省线缆。某一节点的故障一般不会影响到整个网络的通信。
缺点：总线故障会影响到整个网络的通信。某一节点发出的信息可以被所有其他节点收到，安全性低。
环型网络：
所有节点连成一个封闭的环形。
优点：节省线缆。
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：能够快速将多个星型网络连接在一起，易于扩充网络规模。
缺点：层级越高的节点故障导致的网络问题越严重。
全网状网络：
所有节点都通过线缆两两互联。
优点：具有高可靠性和高通信效率。
缺点：每个节点都需要大量的物理端口，同时还需要大量的互连线缆。成本高，不易扩展。
部分网状网络：
只是重点节点之间才两两互连。
优点：成本低于全网状网络。
缺点：可靠性比全网状网络有所降低。
在实际组网中，通常都会根据成本、通信效率、可靠性等具体需求而采用多种拓扑形态相结合的方特点
网络工程
网络工程师
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