[HCIA]网络基础

华为认证体系

• HCIA：华为认证初级网络工程师
• HCIP：华为认证高级网络工程师
• HCIE：华为认证专家级网络工程师

信息处理

• 数据通过数据包在网络节点间传递，最终到达目标。
• 核心要素：
  • 通信技术
  • 计算机技术
  • 信息资源（软件、硬件资源）
  • 联网用户间的通信与资源共享（如打印机、算力）。

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云技术

• 云存储：如百度网盘，实现数据的分布式存储。
• 云计算：基于分布式计算，共享计算资源。

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计算机技术分层模型

层级	功能描述
应用层	抽象语言 → 编码
表示层	编码 → 二进制
介质访问控制层	二进制 → 电信号
物理层	处理电信号（硬件实现）

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通信技术发展

• 关键时间节点：
  • 1876年：贝尔发明电话，建立电路交换网络。
  • 1946年：第一台电子计算机诞生。
  • 1969年：阿帕网（互联网前身）建立。

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网络拓扑结构

类型	特点	图示示例
直线型	节点直线排列，简单但扩展性差。	R-R-R-R
环型	节点环形连接，可靠性低（单点故障影响全网）。	环形结构
星型	中心节点连接所有设备，性价比高，易于管理（主流结构）。	中心节点辐射状连接
网状型	全连接或部分连接，冗余性强，成本高。	节点间多路径互联
混合型	多种拓扑结合（如多环型），灵活但复杂。	结合环型、星型等特点

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物理层设备与技术

1. 集线器（HUB）

• 工作层级：物理层
• 核心功能：
  • 增加端口密度，延长传输距离（通过放大器/中继器）。
  • 所有节点共享带宽，无法解决冲突。
• 冲突处理：CSMA/CD（载波侦听多路访问/冲突检测），通过排队避免冲突。
• 局限性：
  • 所有数据泛洪广播，安全性低。
  • 延迟高，无法实现单播。

2. 传输介质

• 双绞线：
  • 超5类：支持1000Mbps，最大传输距离100米（计算公式：100/8*0.85=10.625MB/s）。
  • 屏蔽（STP）与非屏蔽（UTP）两种类型。
• 光纤：
  • 单模：激光光源，传输距离远，信号畸变小。
  • 多模：LED光源，成本低，适合短距离。

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数据链路层设备与技术

1. 交换机（Switch）

• 工作层级：数据链路层
• 核心功能：
  • 学习源MAC地址并建立MAC地址表（接口与MAC绑定）。
  • 单播转发：根据目标MAC地址查表定向发送。
  • 泛洪：若目标MAC不在表中，向除入口外的所有接口广播。
• 关键特性：
  • 泛洪范围控制：一个接口可对应多个MAC，但一个MAC只能对应一个接口。
  • MAC地址表老化时间：300秒。
• 安全问题：MAC地址泛洪攻击（通过伪造大量MAC地址耗尽交换机资源）。

2. MAC地址

• 定义：48位二进制，烧录在网卡芯片中，全球唯一。
• 表示形式：12位十六进制（如 C8-CB-9E-6B-3A-41）。
• 查看方法：CMD中输入 ipconfig /all。

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网络层设备与技术

1. 路由器（Router）

• 工作层级：网络层
• 核心功能：
  • 隔离广播域，控制泛洪范围。
  • 基于IP地址进行数据转发。

2. IP地址

• IPv4：
  • 32位二进制，点分十进制表示（如 192.168.11.102）。
  • 地址总数约43亿，已逐渐被IPv6替代。
• IPv6：
  • 128位二进制，冒分十六进制表示，地址空间近乎无限。
• 二进制与十进制转换：
  • 十进制→二进制：按权展开法（如 192=128+64=11000000）。
  • 二进制→十进制：各位权值相加（如 00110011=32+16+2+1=51）。

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关键命令行操作

• 查看网卡信息：

  ipconfig          # 查看IP地址  
  ipconfig /all     # 查看详细MAC地址及其他信息  
  

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对比总结

设备	工作层级	核心功能	冲突处理	泛洪控制
集线器	物理层	信号中继与广播	CSMA/CD排队	无
交换机	数据链路层	基于MAC地址的单播与泛洪	完全避免冲突	支持
路由器	网络层	基于IP地址的路由与广播域隔离	天然隔离冲突域	支持

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