NCRE网络技术

nodaoli2026-02-202026-02-25

城域网

核心层

核心层是城域网的最高层，负责处理大量的数据流量。核心层的设备通常是高性能的路由器和交换机，能够处理大量的数据传输。高速数据交换。

提供对外（互联网出口）的连接
为整个城域网提供一个高速、安全与具有QoS保障能力的数据传输环境

汇聚层

汇聚层位于核心层和接入层之间，负责将接入层的流量汇聚到核心层。汇聚层的设备通常是中等性能的路由器和交换机，能够处理中等规模的流量。

处理身份认证、计费和宽带控制
流量汇聚：将多个接入层节点的数据向上透传

接入层

接入层是城域网的最底层，负责将终端设备（如PC、服务器等）接入网络。接入层的设备通常是交换机，能够提供多个端口供终端设备连接。

城域网技术描述

可以使用==SNMP==实现带外网络管理，利用IP网络及协议进行网络管理，汇聚层以上（核心交换层）带外管理，汇聚层以下（用户接入层）带内管理
保证服务质量QoS的有：==资源预留（RSVP）、区分服务（diff server）和多协议标记交换（MPLS）==

技术特征

ADSL（非对称数字用户路线）

下行快，上行慢
上行速率在64kbps~~640kbps，下行速率在500kbps~~7Mbps

使用了一个 FDM（频分复用技术）

语音信道： 0~4kHz，用于普通电话通话。
上行信道： 25kHz~200kHz（大约），用于上传数据。
下行信道： 200kHz~1.1MHz（大约），用于下载数据。

Cable Modem（电缆调制解调器）

Cable Modem也是频分复用技术，将信道分为上行信道和下行信道。

专门为用线电视网进行数据传输设计的
无需拨号
非对称速率：上行慢，下行快
共享式带宽：用的人越多，速度越慢

MPLS（Multi-Protocol Label Switching，多协议标签交换）

如果把光纤比作高速公路，光以太网是公路的标准，那么 MPLS 就是一套“高速路自动收费与导航系统”。

MPLS 的核心逻辑：不再看 IP 地址
传统的路由器在转发数据时，需要拆开数据包查 IP 地址，然后去庞大的路由表里一行行比对，这就像快递员每到一个分拣站都要拆开包裹看具体地址，效率较低。

MPLS 的做法是：

打标签（Labeling）：在数据进入 MPLS 网络边缘时，给它贴上一个短而固定长度的标签（Label）。
快速交换：路径中间的交换机只看这个“标签”编号，查一个简单的索引表就直接甩到下一个接口。它不需要去看复杂的 IP 路由表。

MPLS 的技术特征

“多协议” (Multi-Protocol)：它可以承载各种协议，不仅是 IP，也可以是传统的 ATM 或帧中继（Frame Relay）。
二层半协议：在 OSI 模型中，它介于第二层（数据链路层）和第三层（网络层）之间。它在以太网帧头和 IP 头之间插入了一个 MPLS 头部。
面向连接：虽然以太网是无连接的，但 MPLS 通过建立 LSP（标签交换路径），让数据包像走铁路轨道一样，沿着预先设定的路径行驶。

HDSL（High-bit-rate Digital Subscriber Line，高比特率数字用户线路）

对称传输，上下行对等，利用2到3对双绞线
上行传输速率最大可以达到1.5544Mbps

VDSH（Very-higt-bit-rate Digital Subscriber Line）

非对称带宽特性
上行速率为2.3Mbps，下行速率为51Mbps

RPR环

50ms实现自愈
方向性
- 外环（Outer Ring）：顺时针方向传输数据分组
- 内环（Inner Ring）：逆时针方向传输数据分组
- RPR同时利用这两个环来传输数据和控制信息，带宽利用率极高。
带宽共享
SRP公平算法：RPR 能够自动调节各个节点的发送速率，防止某个节点占用过多带宽导致其他节点“饿死”。
目的节点剥离： 在 RPR 环中，数据帧由源节点发出，由目的节点从环上剥离。

HFC（Hybrid Fiber-Coaxial，混合光纤同轴电缆网）

简单来说，HFC 就是把**光纤（Fiber）和同轴电缆（Coaxial）**结合起来的宽带接入技术。

共享带宽：同一个光节点下的所有用户共享一条下行带宽，与ADSL（独享）最大的区别
频率划分
- 上行信道： 5MHz - 42MHz（用于上传）。
- 电视信道： 50MHz - 550MHz（用于看电视）。
- 下行数据信道： 550MHz 以上（用于下载上网数据）。
非对称性： 下行速率（最高可达 40Mbps 甚至更高）远大于上行速率。
双向传输系统

传输速率

OC速率

$OC-1 = 51.84 \text{ Mbps}$
OC-n = $n \times 51.84$

中继距离

技术类型	传输介质	典型中继/传输距离
五类线 (以太网)	双绞线	$100 \text{ m}$
ADSL / HDSL	电话铜线	$3 \sim 5 \text{ km}$
HFC (电缆)	同轴电缆	需频繁使用放大器，通常几公里
单模光纤 (SDH)	光纤	$100 \text{ km}$ 以上

传输协议

802

个人局域网（WPAN）——“近身距离”

802.15：无线个人个域网标准。
- 802.15.1：蓝牙 (Bluetooth)。
- 802.15.4：低速率无线个域网（ZigBee 的底层），你玩 ESP32 搞传感器网络时常接触。

局域网（LAN）——“一栋楼/一个校园”

802.3：以太网 (Ethernet) 标准。这是有线网络的基石。
- 衍生考点：802.3u (快速以太网/100Mbps)、802.3z (千兆以太网)。
802.11：无线局域网 (WLAN) 标准，即 Wi-Fi。
- 成员：802.11a/b/g/n/ac/ax。

b 是最垃圾的 2.4GHz 11Mbps
a 升级到5GHz 54Mbps
g 就是b提升到了a的速率 2.4GHz 54Mbps
n WIFI4，双频，多输入多输出（MIMO）
ac WIFI5，只支持5GHz MU-MIMO技术
ax WIFI6，双频，理论9.6Gbps，OFDMA技术

城域网（MAN）——“一个城市”

==远距离无线宽带接入标准==

802.16：宽带无线接入标准，通常称为 WiMAX。解决城市范围内的无线宽带覆盖。
- a：提供非视距（NLOS）传输，信号可以穿透障碍物或反射传输。
- d：固定无线带宽，用于“最后一公里”接入，类似无线版的ADSL。不支持移动性。
- e：移动WiMAX。采用了SOFDMA（可扩展正交频分复用多址）。高速移动保持上网

标准	别称	移动性	频率范围	考试关键词
802.16a	-	固定	2-11 GHz	非视距 (NLOS)
802.16d	802.16-2004	固定	2-11 GHz	固定无线宽带、标准整合
802.16e	移动 WiMAX	移动	2-6 GHz	移动性、时速 120km、SOFDMA

光以太网

分配带宽
具有认证与授权功能
支持VPN和防火墙
支持MPLS（多协议标签交换）
计费功能

中小型网络系统总体规划与设计

路由器

路由器核心知识点信息图.png

传统路由器采用共享背板带宽结构，高性能路由器（40Gbit/s）一般采用交换式结构
路由器的服务质量主要表现在队列管理机制、端口硬件队列管理和支持QoS协议
通过路由表来决定包转发路径
路由器的可用性=无故障连续工作时间（MTBF）大于 10万小时，且系统故障恢复时间小于 30分钟

背板（或背板带宽，Backplane Bandwidth）

• 定义：是指路由器或交换机接口处理器（或接口卡）和数据总线间所能吞吐的最大数据量。

• 意义：它代表了设备内部数据交换架构的理论物理极限。您可以将其理解为设备内部的“高速公路总宽度”。背板带宽越高，意味着设备在各端口之间调度数据的能力越强。

路由器的吞吐量（包转发能力）与路由器的端口数量和速率、包类型、包长度有关

吞吐量（Throughput）

• 定义：是指路由器在没有丢包的情况下，单位时间内能够实际转发的最大数据量。通常用包转发率（pps，即每秒转发的数据包数量）或比特率（bps）来衡量。
• 意义：它代表了设备在真实运行环境下的实际数据处理与转发能力。您可以将其理解为这条高速公路上“实际能够顺利通过的车流量”。