HCIA --- 华为认证的初级网络工程师 （目前学习中）
HCIP --- 华为认证的高级网络工程师
HCIE --- 华为认证的专家级网络工程师
在网络学习中，是如何进行构成互联的网络呢？
在构成互联的网络时，需要满足两个条件：1，足够多网络节点 2，足够长的传输距离
分析：如果无线延长网线的距离是否可以做到高质量的网络传输？
此时就需要进行网络传输设备的分析：在不考虑无线设备的前提下，分析物理设备。
我们经常使用的传输介质：网线，光纤，同轴电缆，双绞线
1.RJ-45双绞线 --- 8根铜丝构成，分为4组，两两相绞。目的是为了抵消电磁干扰。
传输介质：铜丝 传输信号：电信号
屏蔽双绞线 --- 在外界强干扰的情况下会使用（包裹一层防护层）
非屏蔽双绞线
目前最常用的是 --- 超5类线 --- 1000Mbps --- 100米（极限距离） ---- 信号衰弱
2.光纤
传输介质：光导纤维（玻璃纤维） 传输的信号：光信号/电信号
电信号 --- 光信号：发光二极管，注入式激光二极管
光信号 --- 电信号：光电二极管
单模光纤：注入式激光二极管 --- 信号畸变小
多模光纤：发光二极管
由于数据传输中会存在相关损耗（无法忽略），我们对于传播效率给出了相关公式：
[传输数据字节量/字节长度]*损耗率=实际传输
由于物理传输介质在超过100m的极限后，会存在信号失真，乱码等情况，针对这种情况我们引入新的的物理设备：
中继器（物理设备，作用于物理层），它的作用在于延长物理传输距离（一个网段最多只可存在4个中继器），中继器的工作原理是对接收信号进行再生和发送，从而增加信号传输的距离。
集线器（物理设备，物理层，半双工）标识为一条左右走向直线，它的作用和中继器一样用于延长物理传输距离，但是它区别于中继器的不同在于，集线器的主要功能是对接收到的信号进行再生整形放大（广播发送），以扩大网络的传输距离，同时把所有节点集中在以它为中心的节点上。（集线器虽然可以延长有限的距离，但是却存在安全，延迟等问题） 1，地址 : 要求 全球唯一 格式统一
MAC地址：所有芯片出厂时厂家烧录的一个串号，全球唯一。由48位二进制构成。前24位为厂商标识，后24位位厂商分配的串号用来区分不同的芯片。 ---- 二层地址（介质访问控制层地址）物理地址: 20-1E-88-AF-F2-XX（本机）
查看方式： ipconfig /all ---- 在CMD命令行界面查看MAC地址
介质访问控制层在将二进制转化为电信号之前需要先给里面添加两个地址，一个SMAC（源地址），一个DMAC（目的地址）。
2，冲突 CSMA/CD 载波侦听多路访问技术/冲突检测 排队
3，安全
4，延迟
（关于中继器和集线器区别：中继器和集线器是什么?二者之间的有什么区别?-课课家教育）
此时，我们已经解决了数据传输的距离问题（短距离），但是互联网传输还需要解决很多问题：安全(防止掉包被抓包等)，单播（一对一通信），冲突（冲突域解决）等。 由此我们引入新的物理设备：
交换机（二层设备，应用于数据链路层）标识为两条直线，一条向左箭头，一条向右箭头，是一种用于电（光）信号转发的网络设备。它可以为接入交换机的任意两个网络节点提供独享的电信号通路，把传输的信息送到符合要求的相应路由上。对于数据链路层，此时的数据传输大多为电信号频率，交换机使用的地址为Mac地址。
在交换机中有一张Mac地址表，在一个拓扑的网络中：pc A向pc B发送信息（信息包含：源MAC地址，目标MAC地址）信息进入交换机，交换机通过其内部的mac地址表进行识别与发送，但是如果在发送的数据为（1.在此网络连接段内没有的pc端口，2.交换机的内部表格已填满下）交换机会产生泛洪。网络黑客会通过不断发送垃圾数据来塞满地址表来产生泛洪以窃取数据。
泛洪：除了进入的接口外，将数据转发给其他所有接口。当目标MAC地址未知时，泛洪处理。交换机收到广播/组播帧时，无条件泛洪处理
关于交换机的端口：交换机一个端口可以学习多个MAC地址。交换机学习到同一个MAC地址，但是是从不同的端口到学习到的，此时，将此MAC与后学习到的端口绑定起来。当然交换机的Mac地址学习机制有其老化时间 这样就可以解决网络传输中单播（地址发送）和冲突解决（排队等待机制），但是我们只是做到了无线延长网络距离，和局域范围（交换机联组）内的交流通信。由于交换机的泛洪机制，我们无法将网络范围扩大。
此时，引入新的物理设备：路由器
路由器（作用于网络层）网络表标识为一个圆环内置四个箭头:路由器是连接不同的网段的，负责将局域网连接到广域网和互联网中，在路由器中记录着路由表，它会根据信道的情况自动选择和设定路由，以最佳路径，按前后顺序发送信号。发生在网络层。在路由器中，路由表的识别单位的为ip地址。路由器作用为：隔离泛洪范围（路由器的一个接口对应一个泛洪范围）和信息转发。将交换机的泛洪范围隔离，避免全网的泛洪。
有关IP地址的分类
IPv4地址--32位二进制数为 点分十进制
192.168.1.1 -----> 11000000.10101000.00000001.00000001
一个完整的IP地址需要网络掩码netmask
网络掩码作用：区分网络位和主机位
网络位：标识此IP地址处于哪个广播域内，网络位相同则处于同一个网络位内
主机位：可以给主机分配地址
ip地址分类：
公有地址：全球唯一性，付费使用
私有地址：本地唯一性，免费使用
***根据第一个八位区分ABCDE地址
A：1-126 127 (2^7-1)
B:128-191 (2^7+2^6-1)
C:192-223 (2^7+2^6+2^5-1)
D:224-239 (2^7+2^6+2^5+2^4-1)
E:240-254 (2^7+2^6+2^5+2^4+2^3-1)
其中ABC为单播地址（既可以当目标又可以当源地址使用）
D类为组播地址（只可以当目标地址使用）
E类地址为科研地址
主类网：ABC三类地址拥有默认的子网掩码长度为
A：/8 255.0.0.0 （前八位）
B:/16 255.255.0.0 （前十六位）
C:/24 255.255.255.0 （前二十四位）
私有地址范围：ABC只有以下地址为私有地址，其余为公有地址
A：10.0.0.0/8
B：172.16.0.0/16 - 172.31.0.0/16
C：192.168.0.0/24 - 192.168.255.0/24
特殊IP地址：
127.0.0.1本地环回地址 ：用于检测TCP/IP协议栈道是否能够正常的封装和解封装数据
0.0.0.0/0 无效地址/缺省地址（默认地址）
255.255.255.255 受限广播地址
本地私有地址--169.254.x.x/16 当PC无法通过自动获取IP地址的方式获取获取IP地址时，设备自动生成一个IP地址
主机位全0的地址，例如：192.168.1.0/24 表示整个网段的所有地址不能够给主机使用
主机位全1的地址，例如：192.168.1.255/24 表示本网段的广播地址只能作为目标的地址使用，不能给主机使用
可用主机数量：2^主机位-2
分析：在保证足够的传输距离下，如何做到节点划分（网络拓扑）？
引入几种比较常见的网络拓扑结构：直线型拓扑 环形拓扑 星型拓扑 网状型拓扑 混合型(多环型拓扑)
总线拓扑
优点：网络结构简单，易于网络扩展。设备少、造价低，安装和使用方便。较高的可靠性。单个节点的故障不会涉及整个网络。
缺点：总线传输距离有限，通信范围受到限制。故障诊断和隔离比较困难。故障隔离困难。当节点发生故障，隔离起来还比较方便，一旦传输介质出现故障时，就需要将整个总线切断。易于发生数据碰撞，线路争用现象比较严重。不具有实时功能
环形拓扑
优点：电缆长度短。单向传输，适合用光纤作为通信介质。无差错传输。传输信息的误码率低。
缺点：可靠性差，任何两个节点间的电缆或者中继器发生故障都将会引起全网的故障。环上的任一节点出现故障都会引起全网的故障，对故障很难进行定位。调整网络比较困难。
星型拓扑
优点：
控制简单，易于网络监控和管理。故障诊断和隔离容易，单个连接点的故障只影响一个设备，不会影响全网。中央节点可以方便地对各个站点提供服务和网络重新配置。
缺点：
配置工作量大。中央节点负担重。各站点处理能力较低。
树形拓扑
优点：易于扩展。易于隔离故障。
缺点：树型拓扑的缺点与星型类似，若根节点出现故障，也会引起全网不能正常工作
拓扑转自百度（拓扑_百度百科）