外观
术语索引
这里收录教材已使用的术语。可以用顶部的教材搜索查找中文名称或英文缩写。
数据与编码
信息
信息(information)是表达的意义。例如,天气预报说“明天有雨”,人从这句话中得到的是天气信息。
数据
数据(data)是用来表示、保存或传递信息的记录。文字、图片和二进制字节都能承载数据。
编码
编码(encoding)按约定把一种表示转换为另一种表示。例如,字符编码把字母 A 对应到数值 65,接收程序可以用同一规则解释该数值。
ASCII
ASCII 是一种使用 7 位编码的字符集,包含 128 个编码值。大写 A 对应十进制 65,放进一个 8 位字节时可以写成 01000001。
二进制
二进制(binary)只使用 0 和 1 两种数码。最右边的位权为 1,每向左一位,位权乘以 2。
比特(bit)
比特(bit)是一个二进制位,取值为 0 或 1。网络速率常用 bit/s 表示每秒传输的比特数。
字节(Byte)
在现代计算机和网络中,一个字节通常是 8 个比特。用符号表示时,B 代表字节,b 代表比特。
程序与计算机
内存(RAM)
RAM 是随机存取存储器。运行中的程序常把指令和数据临时放在内存中,供处理器访问。
中央处理器(CPU)
CPU 是执行程序指令的硬件。它按指令计算、比较数值或读写数据。
操作系统
操作系统(operating system)管理内存、设备等计算机资源,并向应用提供读写文件、发起网络通信等服务。
驱动程序
驱动程序(driver)帮助操作系统与具体的硬件配合。例如,网卡驱动设置设备的收发队列,让数据能在操作系统和网卡之间交付。
进程
进程(process)是正在运行的程序实例。操作系统为每个进程分配独立的内存空间,防止不同程序互相篡改数据。
系统调用
系统调用(system call)是应用程序向操作系统内核请求服务的接口。例如,聊天程序通过发送相关的系统调用把待发字节交给内核处理。
缓冲区
缓冲区(buffer)是内存中用于临时存放待发送或刚接收数据的区域,用来平滑程序处理速度与硬件传输速度之间的差异。
直接内存访问(DMA)
DMA(Direct Memory Access)允许网卡等硬件在无需 CPU 逐字节搬运的情况下,直接从内存缓冲区读取待发数据或写入收到的数据。
中断
中断(interrupt)是硬件向 CPU 发出的异步通知信号。网卡收完一个帧或发完一批数据后,通过中断通知操作系统及时处理。
协议与封装
协议
协议(protocol)是通信设备共同遵守的规则,包括语法(字段格式)、语义(字段含义与动作)和时序(先后顺序与超时处理)。
首部(Header)
首部(header)是加在数据前面的控制信息,用来填写地址、类型、长度或序号等供协议处理的字段。
载荷(Payload)
载荷(payload)是当前协议单元所承载的净荷数据。对底层而言,上层加上首部后的整体也可以作为底层的载荷。
封装
封装(encapsulation)是在数据外侧按层附加上控制首部(有时还有尾部)的过程;接收端按相反顺序剥离首部的过程叫解封装。
网卡与物理层传输
网卡(NIC)
网卡(network interface card)提供计算机收发网络数据的硬件接口。它可以是一块独立的卡,也可以集成在主板或芯片里。
MAC
MAC 是媒体访问控制(Media Access Control)。在以太网中,MAC 功能处理帧及收发控制。MAC 地址是帧中使用的一类地址。
PHY
PHY 指物理层收发器。它在发送时产生适合传输介质的信号,在接收时从信号中恢复数据。
信号
信号(signal)是携带信息的物理变化。网线中的电磁变化、光纤中的光脉冲都可以用来传递数据。
同步
同步(synchronization)帮助通信双方在时间或处理步骤上对齐。例如,接收设备需要知道每个符号的持续时间和适合读取的时机。
衰减
衰减(attenuation)是信号沿介质传播时能量逐渐减弱的现象。距离越长、频率越高,衰减通常越明显。
噪声
噪声(noise)是叠加在有用信号上的随机干扰或邻近线对串扰。当噪声大到跨过接收端判决阈值时,就会造成误码。
信噪比(SNR)
信噪比(Signal-to-Noise Ratio)是信号功率与噪声功率的比值,常用分贝(dB)表示。信噪比越高,信号越清晰、越容易正确恢复比特。
误码率(BER)
误码率(Bit Error Rate)是传输中发生错误的比特数占总传输比特数的比例,用于衡量物理链路的传输质量。
线路编码
线路编码(line coding)把二进制比特流映射为适合在物理信道上传输的电平或跳变波形,常用于兼顾时钟恢复、直流平衡和频谱效率。
双绞线
双绞线(twisted pair)把两根绝缘导线绞成一对,用于减小传输中的电磁干扰。常见的铜缆以太网网线包含四对这样的导线。
光纤
光纤(optical fiber)是利用光在玻璃或塑料纤维中的全反射来传输光脉冲的介质,具有衰减小、传输距离远、不受电磁干扰的特点。
单模光纤(SMF)
单模光纤(Single-Mode Fiber)纤芯极细(常见为 9/125 μm),只允许单一光模式沿直线传播,适合城域和园区跨楼宇等长距离高速传输。
多模光纤(MMF)
多模光纤(Multi-Mode Fiber)纤芯较粗(常见为 50/125 μm),允许多束光线以不同角度反射传播,成本较低,适合机房内短距离互联。
光模块
光模块(如 SFP、SFP+、QSFP28)是插入交换机或网卡光口的收发器,负责在电信号与光信号之间完成光电转换。
双工模式
双工模式描述通信方向:半双工(Half Duplex)同一时刻只能单向收或发;全双工(Full Duplex)收发通道独立,双方可同时发送和接收。
自动协商
自动协商(Auto-Negotiation)是以太网电口等链路两端通过交换脉冲通告各自支持的速率和双工能力,自动选出双方共有的最高性能工作模式的过程。
速率与时延
速率(带宽)
在数字网络工程中,速率或接口带宽(data rate / bandwidth)指网卡或链路每秒最多可发送的比特数,单位为 bit/s(如 100 Mb/s、1 Gb/s)。
吞吐量
吞吐量(throughput)是单位时间内跨越网络实际成功交付的数据量。受瓶颈链路、协议首部开销、重传和拥塞影响,吞吐量通常低于接口标称速率。
发送时延
发送时延(transmission delay,又称传输时延)是网卡把一帧的所有比特从头到尾推上通信链路所需的时间,计算公式为 帧长度 L / 链路速率 R。
传播时延
传播时延(propagation delay)是物理信号(电信号或光脉冲)在介质中从一端飞到另一端所需的时间,计算公式为 链路距离 D / 信号传播速度 v。
处理时延
处理时延(processing delay)是交换机、路由器或主机为检查帧差错、提取首部字段、查找转发表所花费的时间。
排队时延
排队时延(queuing delay)是数据包在设备输入或输出队列中等待前面数据包处理或发送完所耗费的时间,随网络拥塞程度波动。
数据链路层与局域网交换
帧(Frame)
帧(frame)是数据链路层的数据传输单元。以太网帧将网络层 IP 数据包作为载荷,并在外侧封装目的 MAC 地址、源 MAC 地址、协议类型以及末尾的帧校验序列(FCS)。
帧校验序列(FCS)
帧校验序列(Frame Check Sequence)位于以太网帧尾部,占 4 字节。发送端根据帧内所有数据计算出校验值填入 FCS,接收端重新计算比对,不一致则判定发生了传输差错并直接静默丢弃。
循环冗余校验(CRC)
CRC(Cyclic Redundancy Check)是一种高检错能力的多项式数学校验算法。以太网标准采用 CRC-32 算法生成帧尾部的 FCS 字段。
MAC 地址
MAC 地址(Media Access Control Address,物理地址)用于在局域网数据链路层唯一标识一个网络接口。标准 MAC 地址由 48 个比特(6 个字节)组成,通常写成六组十六进制数(如 54-89-98-1A-2B-3C)。
单播(Unicast)
单播是点对点的通信方式。单播帧的目的 MAC 地址指向某一台特定主机的网卡(MAC 第 1 字节最低位为 0),网络中只有该目标网卡会接收处理该帧。
广播(Broadcast)
广播是一对所有的通信方式。广播帧的目的 MAC 地址固定为全 1,即 FF-FF-FF-FF-FF-FF,同一个广播域(二层网络)内的所有主机都会接收并送往上层处理。
组播(Multicast)
组播是一对一组的通信方式。组播帧的目的 MAC 地址对应特定的组播组(以太网中第 1 字节最低位为 1,如 01-00-5E-...),只有加入该组播组的主机才会接收。
以太网交换机
以太网交换机(switch)是工作在数据链路层的网络互联设备。它根据接收帧的源 MAC 地址动态学习端口映射,根据目的 MAC 地址查询转发表并实现线速冲突隔离与单播转发。
MAC 地址表
MAC 地址表(又称 CAM 表)保存在交换机内存中,记录了“MAC 地址 ↔ 交换机物理端口 ↔ 所属 VLAN”的对应关系。动态表项具备老化机制(缺省老化时间通常为 300 秒)。
泛洪(Flooding)
泛洪是交换机处理数据帧的一种行为:当交换机收到一个广播帧、组播帧,或者在 MAC 地址表中查不到目的地址的未知单播帧时,会将该帧复制并从除接收端口以外的所有其他端口发送出去。
地址解析协议(ARP)
ARP(Address Resolution Protocol)用于将已知的网络层 IPv4 地址动态解析为对应的数据链路层 MAC 地址。主机在发送同网段数据前,通过发送 ARP 广播请求获得目标 MAC 并缓存到 ARP 表中。
默认网关
默认网关(Default Gateway)通常是主机所在局域网内连接路由器的本地接口 IP 地址。当主机判断目标 IP 地址不属于本地子网时,会将数据帧送往默认网关的 MAC 地址,由网关路由器代为跨网段转发。
虚拟局域网(VLAN)
VLAN(Virtual Local Area Network)是一种将一个物理局域网在逻辑上划分成多个独立的广播域的二层隔离技术。不同 VLAN 之间的二层广播相互隔离,跨 VLAN 通信必须借助三层路由器或三层交换机。
VLAN 标签(802.1Q Tag)
IEEE 802.1Q 标准定义的以太网扩展首部,占 4 个字节,插入在源 MAC 与 Type 字段之间。包含 2 字节 TPID(固定 0x8100)和 2 字节 TCI(内含 12 比特的 VLAN ID,可标识 1~4094 个 VLAN)。
端口缺省 VLAN ID(PVID)
PVID(Port Default VLAN ID)是交换机接口的缺省 VLAN 标识。当交换机接口收到未打标签的普通数据帧时,会自动为该帧打上该接口所配置的 PVID。
Access 端口
Access 端口通常用于连接终端电脑、打印机或服务器。它只属于一个 VLAN(即其 PVID)。接收无标签帧时打上 PVID,向终端发送帧时会剥除 VLAN Tag,使终端无感。
Trunk 端口
Trunk 端口通常用于交换机与交换机、或交换机与路由器之间的互联链路。它可以同时允许多个指定 VLAN 的带标签数据帧通过;发送帧时若 VLAN ID 等于 PVID(缺省为 1)则剥除标签,其余原样发送。
Hybrid 端口
Hybrid 端口是华为交换机特有的端口类型。它既能连接主机也能连接交换机,管理员可以极其灵活地指定该端口在发送哪些 VLAN 的帧时保留 Tag,在发送哪些 VLAN 的帧时剥除 Tag。
广播风暴
当二层网络中存在物理环路时,由于以太网帧没有防环 TTL 机制,广播帧或未知单播帧会被交换机无休止地循环泛洪与成倍复制,导致网络带宽耗尽、交换机 CPU 飙满、通信彻底瘫痪。
生成树协议(STP)
STP(Spanning Tree Protocol,IEEE 802.1D)运行在以太网交换机之间,通过在逻辑上阻塞网络中的冗余链路,将有环路的二层物理拓扑修剪为无环路的树状逻辑拓扑;当活动链路故障时,阻塞端口会自动唤醒恢复连通。
桥协议数据单元(BPDU)
BPDU(Bridge Protocol Data Unit)是运行生成树协议(STP/RSTP/MSTP)的交换机之间相互交换的协议报文,用于选举根桥、确定端口角色以及感知拓扑状态变更。
根桥(Root Bridge)
根桥是整棵生成树的树根,网络中所有最优路径的计算均以根桥为基准点。STP 依据 Bridge ID(桥优先级 + 桥 MAC 地址)全网最小原则选举出唯一的一台交换机作为根桥。
网络层与 IP 路由
IPv4 地址
IPv4 地址是网络层分配给主机的 32 比特逻辑地址,采用点分十进制表示(如 192.168.1.1)。分为网络号与主机号两部分,用于在跨网络通信中进行端到端寻址。
子网掩码
子网掩码(Subnet Mask)也是 32 比特,由连续的 1 和连续的 0 组成。用于与 IP 地址进行二进制按位与(AND)运算,精准界定前多少位代表网络号,后多少位代表主机号。
无类域间路由(CIDR)
CIDR(Classless Inter-Domain Routing)打破了传统的 A/B/C 类固定网络划分,采用斜杠前缀表示法(如 /24 代表前 24 位为网络前缀),大幅提升了 IP 地址的利用率和路由聚合效率。
网络地址
网络地址(Network Address)是主机位全部取 0 时的 IP 地址,代表某一个子网自身,不能直接分配给计算机或路由器接口作为通信地址。
广播地址
广播地址(Broadcast Address)是主机位全部取 1 时的 IP 地址(如 192.168.1.255),向该地址发送的数据包会被该子网内的所有主机接收。
私网地址(RFC 1918)
为了缓解全球 IPv4 枯竭,RFC 1918 预留了三段专用私网地址空间(10.0.0.0/8、172.16.0.0/12、192.168.0.0/16)。这些地址在公共互联网中不可路由,仅供企业与家庭局域网内部使用。
生存时间(TTL)
TTL(Time to Live)是 IPv4 首部中的 8 比特字段。数据包每经过一台路由器转发,其 TTL 减 1。当 TTL 减为 0 时,路由器丢弃该包并向源发送 ICMP 超时差错报文,从根源上彻底防止三层路由环路死循环。
路由表
路由表(Routing Table)保存在路由器内存中,记录了网络前缀、子网掩码、出接口、下一跳 IP 地址以及协议优先级。路由器根据它为每个接收到的 IP 包指引转发路径。
最长前缀匹配(LPM)
最长前缀匹配(Longest Prefix Match)是路由器查找路由表的核心算法。当同一个目的 IP 匹配到多条路由条目时,路由器优先选择子网掩码最长(即前缀最精确)的那条路由进行转发。
下一跳(Next Hop)
下一跳指数据包要到达最终目的地时,沿着路径需要交付给的相邻下一个路由器的接口 IP 地址。
互联网控制报文协议(ICMP)
ICMP(Internet Control Message Protocol)运行在 IP 协议之上,用于在主机与路由器之间传递网络层差错报告和网络状态探测信息(如主机不可达、TTL 超时、重定向等)。
ping 探测
ping 是基于 ICMP 协议最著名的网络诊断工具。它通过向目标主机发送 ICMP Echo Request(类型 8)并等待 Echo Reply(类型 0),来快速检测网络双向连通性、往返时延(RTT)与丢包率。
traceroute 路由追踪
traceroute 利用逐渐递增 IP 首部的 TTL(1, 2, 3...)向目标发送报文,故意诱发沿途路由器回复 ICMP Time Exceeded(类型 11),从而逐跳探测并打印出数据包跨越网络的完整路径节点 IP。
最大传输单元(MTU)
MTU(Maximum Transmission Unit)是数据链路层接口所能承载的最大数据包长度。以太网标准 MTU 通常为 1500 字节。
IP 分片
当待转发的 IPv4 数据包总长度超过出接口的 MTU,且首部 DF(Don't Fragment)标志为 0 时,路由器或主机必须将大报文拆分为多个较小的分片进行传输,分片在最终目的主机处进行重组。
IPv6
IPv6 是下一代互联网协议,采用 128 比特地址长度(约
邻居发现协议(NDP)
NDP(Neighbor Discovery Protocol)运行在 ICMPv6 之上,采用被请求节点组播技术,全面取代了 IPv4 中的 ARP 广播、ICMP 路由器发现和重定向功能,消除了广播风暴隐患。
无状态地址自动配置(SLAAC)
SLAAC(Stateless Address Autoconfiguration)是 IPv6 的即插即用技术。主机根据路由器周期性通告的 RA(Router Advertisement)报文中的网络前缀,结合本机网卡 MAC 生成唯一的接口 ID,无需依赖 DHCP 服务器即可自动生成合法的全局 IPv6 单播地址。
阶段 4 · 传输层术语
端口号(Port)
端口号是传输层用于在同一台主机内区分不同网络应用程序(进程)的 16 位整数标识符,取值范围为 0 到 65535。其中 0 到 1023 为知名端口(如 HTTP 80、HTTPS 443、SSH 22、DNS 53)。
套接字(Socket)
套接字是网络通信的端点抽象,由“IP 地址 + 端口号”联合定义(如 192.168.1.10:80)。操作系统内核通过 Socket 将网络数据精准分发到对应的用户进程。
五元组(5-Tuple)
五元组是指在网络中唯一标识一条端到端会话连接的 5 个关键参数:源 IP、源端口、目的 IP、目的端口以及传输层协议号(TCP/UDP)。操作系统和状态防火墙依据五元组进行报文复用与会话跟踪。
用户数据报协议(UDP)
UDP(User Datagram Protocol)是传输层的无连接、不可靠协议。首部仅占 8 字节,无握手建立开销与流量拥塞控制,传输效率高、实时性强,广泛应用于 DNS、DHCP、实时语音及流媒体领域。
传输控制协议(TCP)
TCP(Transmission Control Protocol)是传输层的面向连接、可靠的字节流协议。首部至少 20 字节,通过连接建立、序号与确认机制、滑动窗口、超时重传和拥塞控制,确保数据不丢、不重、按序抵达。
TCP 三次握手
TCP 连接建立过程包含三次报文交互:客户端发送 SYN,服务端回应 SYN+ACK,客户端最终回应 ACK。三次握手确保通信双方都确认了自身的发包与收包能力均正常,并同步初始序列号(ISN)。
TCP 四次挥手
TCP 采用全双工通信,连接拆除需要双方各自独立关闭两个方向的数据通道:主动方发送 FIN、被动方回复 ACK(半关闭状态);待被动方发完剩余数据后发送 FIN,主动方最终回应 ACK。
TIME_WAIT 状态
主动发起关闭的一方在发送完最后一个 ACK 后,必须保持处于 TIME_WAIT 状态等待 2 个最大报文段生存时间(2MSL)。其作用是确保最后的 ACK 成功送达被动方,并使旧连接在网络中残留的所有老报文完全消亡。
滑动窗口(Sliding Window)
滑动窗口是 TCP 用于流量控制与批量并发发送的机制。发送方根据接收方通告的接收窗口大小(rwnd),可以在未收到确认的情况下连续发送窗口范围内的字节,随着对端累计 ACK 的到达,窗口不断向右滑动。
超时重传(RTO / ARQ)
TCP 发送端在发出数据段时启动重传定时器。如果经过设定的重传超时时间(RTO)仍未收到接收端的 ACK 确认,或者收到 3 个连续的重复 ACK(快速重传),发送端就会立即重新发送该数据段。
拥塞控制(Congestion Control)
TCP 为防止过多数据注入网络导致路由器丢包瘫痪而设计的自我调节算法,包含慢启动(指数增长 cwnd)、拥塞避免(加法递增)、快重传与快恢复四个经典阶段。
阶段 5 · 应用层术语
域名系统(DNS)
DNS(Domain Name System)是互联网的“电话簿”,负责将便于人类记忆的层级域名(如 www.huawei.com)解析为网络设备路由所需的 IP 地址。默认使用 UDP/TCP 53 端口。
DNS 记录类型(A/AAAA/CNAME)
DNS 数据库中的资源记录类型:A 记录映射 IPv4 地址;AAAA 记录映射 IPv6 地址;CNAME 为别名记录;MX 为邮件交换记录;NS 为域名服务器记录;PTR 为 IP 反向指针记录。
动态主机配置协议(DHCP)
DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)基于客户端/服务端架构,使用 UDP 67/68 端口,为局域网终端即插即用自动分配 IP 地址、子网掩码、默认网关和 DNS 服务器。
DHCP DORA 流程
DHCP 客户端获取地址的标准四步握手流程:Discover(客户端广播寻找服务器)、Offer(服务器提供地址参数)、Request(客户端广播请求采纳该地址)、ACK(服务器最终确认批准)。
DHCP Option 43
DHCP 协议的厂商自定义扩展选项字段。在跨三层的大型 WLAN 企业组网中,DHCP 服务器在给 FIT AP 分配 IP 的同时,通过 Option 43 宣告远程无线控制器(AC)的 IP 地址,使 AP 能跨网段自动发现并注册到 AC。
超文本传输协议(HTTP)
HTTP(HyperText Transfer Protocol)是万维网的数据通信基石,属于应用层无状态请求/响应协议。历经 HTTP/1.0、HTTP/1.1、HTTP/2 到 HTTP/3 的长足演进。
HPACK 头部压缩
HTTP/2 引入的高效头部压缩算法。通过在客户端与服务端双方维护静态字典和动态字典,使得高频重复发送的 HTTP 头部字段(如 User-Agent、Cookie)可以用极短的索引整数代替,大幅减少网络传输体积。
QUIC 传输协议
QUIC(Quick UDP Internet Connections)是 Google 研发并经 IETF 标准化的下一代传输协议。改基于无连接的 UDP 运行并在用户态实现可靠性,彻底终结了 TCP 队头阻塞,支持 0-RTT 极速建链与网络连接平滑迁移(如 Wi-Fi 切 4G/5G 不断连),是 HTTP/3 的底层支柱。
传输层安全协议(TLS / HTTPS)
TLS(Transport Layer Security)是 HTTPS 的加密基石(默认端口 443)。采用非对称加密(如 ECDH)协商对称会话密钥,采用高强度对称加密(如 AES-GCM)加密实际通信数据,兼具极高安全性与超凡性能。
CA 数字证书
数字证书是由受信任的第三方权威证书颁发机构(Certificate Authority, CA)进行数字签名认证的电子身份凭据。证书中包含公钥所有者的身份信息和公钥,防止中间人伪造与中间人窃听攻击。
阶段 6 · 交换与路由协议术语
快速生成树协议(RSTP)
RSTP(Rapid Spanning Tree Protocol, IEEE 802.1w)是对经典 STP 的重大改良。通过精细化端口角色(根端口、指定端口、替代端口 Alternate、备份端口 Backup)与 Proposal/Agreement(P/A)握手协商机制,将拓扑收敛时间从几十秒缩短至亚秒级。
多生成树协议(MSTP)
MSTP(Multiple Spanning Tree Protocol, IEEE 802.1s)克服了 STP/RSTP 所有 VLAN 共享单棵生成树导致的链路浪费问题。通过将多个 VLAN 映射到一个生成树实例(Instance),在防止环路的同时实现了多条物理链路间的 VLAN 级负载分担。
链路聚合(Eth-Trunk / LACP)
链路聚合(Link Aggregation, IEEE 802.3ad)将多条物理以太网链路捆绑为一个逻辑高带宽接口(Eth-Trunk)。支持静态手工模式与动态 LACP 协商模式,提供带宽成倍叠加、链路热备切换以及基于五元组哈希的负载分担。
开放式最短路径优先(OSPF)
OSPF(Open Shortest Path First)是基于链路状态(Link-State)的内部网关协议(IGP),报文直接封装在 IP 之上(协议号 89)。采用 Dijkstra SPF 算法计算无环最短路径树,支持分层区域(骨干 Area 0 与非骨干区域)以及快速收敛。
路由器标识符(Router-ID)
Router-ID 是在自治系统内部唯一标识一台 OSPF 或 BGP 路由器的 32 位点分十进制数值。可手工静态配置,缺省优先选取 Loopback 接口的最大 IP,若无 Loopback 则选取物理活动接口的最大 IP。
指定路由器与备份(DR/BDR)
在广播多路访问(BMA)和 NBMA 网络中,为减少全网状邻接关系与 LSA 泛洪洪泛风暴,OSPF 节点选举出一台 DR 与一台 BDR。网段内普通路由器(DRother)仅与 DR/BDR 建立 Full 邻接关系,DRother 相互之间仅保持 2-Way 邻居状态。
中间系统到中间系统(IS-IS)
IS-IS 是由 ISO 提出的链路状态动态路由协议,直接运行在数据链路层之上(无 IP 依赖)。采用独特的两级分层架构(Level-1 局域与 Level-2 骨干),在多路访问网段中选举 DIS(指定中间系统),具有极高扩展性与极快收敛速度。
边界网关协议(BGP)
BGP(Border Gateway Protocol)是驱动整个全球互联网运转的核心外部网关协议(EGP),运行在 TCP 179 端口之上。基于路径矢量(Path-Vector)算法,在不同的自治系统(AS)之间交换路由,拥有极丰富的选路路径属性与灵活的路由策略控制。
AS_Path 路径属性
AS_Path 是 BGP 路由在跨越各个自治系统时依次记录的 AS 编号有序序列。它是公认必遵(Well-known Mandatory)属性,核心作用为:① 防止 AS 间路由环路(收到包含本 AS 编号的路由直接丢弃);② 优选经过 AS 数量最少的最短路径。
虚拟路由冗余协议(VRRP)
VRRP(Virtual Router Redundancy Protocol)将多台局域网网关路由器虚拟成一台逻辑路由器,对外呈现单一虚拟 IP 和固定格式虚拟 MAC(00-00-5E-00-01-{VRID})。Master 路由器故障时,Backup 路由器可在毫秒/秒级内无缝接管网关职责。
双向转发检测(BFD)
BFD(Bidirectional Forwarding Detection)是一种极轻量级的毫秒级全网链路故障检测机制。通过在两个系统间高频发送微型探测报文(周期通常为 10ms ~ 50ms),为静态路由、OSPF、BGP 和 VRRP 提供亚秒级超敏故障感知联动。
服务质量(QoS)
QoS(Quality of Service)通过流量分类、标记(如 IP 首部 DSCP 字段)、拥塞管理与队列调度(PQ、WRR、WFQ),在网络带宽拥塞时优先保障语音、视频等高价值关键业务的低时延与零丢包。
阶段 7 · WLAN 企业无线网络术语
射频(Radio Frequency)
射频(RF)是指具有远距离无线辐射能力的电磁波频段。WLAN 遵循 IEEE 802.11 协议标准,主要工作在 2.4GHz(穿透力强、干扰多)和 5GHz(带宽大、干扰少、衰减快)两大公认 ISM 免许可频段。
无线信道(Channel)
无线信道是对无线电频谱划分出的特定中心频率通道。2.4GHz 频段中仅信道 1、6、11 完全互不重叠干扰;5GHz 频段拥有数十个纯净的互不干扰信道,并支持 40MHz/80MHz/160MHz 连续绑定。
接收信号强度指示(RSSI)
RSSI(Received Signal Strength Indicator)是终端接收天线测量到的无线信号功率电平,通常以负数 dBm 表示(如 -45dBm 为极优,-85dBm 为临界弱网)。信噪比(SNR = 信号功率 - 噪声功率)决定了无线调制的实际速率。
载波侦听多路访问/冲突避免(CSMA/CA)
CSMA/CA 是 802.11 协议在空气共享介质上的介质访问控制算法。由于无线半双工无法实现边发边听(无法做冲突检测 CD),因此在发包前通过侦听空闲、等待 DIFS 帧间隙并抽取随机退避槽进行冲突规避,接收端通过 SIFS 回复确认应答(ACK)。
请求发送/允许发送(RTS/CTS)
RTS/CTS 是 802.11 用于彻底化解“隐藏节点(Hidden Node)”互相听不见导致在 AP 处碰撞冲突的预约握手机制。源端先发 RTS 申请信道,AP 广播回复 CTS 授权并通知网段其他所有节点设置网络分配矢量(NAV)静默闭嘴。
无线接入点控制与配置协议(CAPWAP)
CAPWAP(Control and Provisioning of Wireless Access Points)定义了无线控制器(AC)与瘦接入点(FIT AP)之间的通信架构,基于 UDP 协议。控制通道默认使用 UDP 5246(支持 DTLS 加密),数据通道默认使用 UDP 5247。
直接转发(本地转发)
在直接转发模式下,无线终端的用户业务报文由 AP 本地直接转换为 802.3 以太网帧并打上 VLAN Tag,直接注入本地有线交换机转发,业务流量不经过 AC 控制器,避免 AC 成为带宽性能瓶颈。
隧道转发(集中转发)
在隧道转发模式下,无线终端的用户业务报文被 AP 封装入 CAPWAP 数据隧道(UDP 5247),全部统一发送至核心机房的 AC 控制器,由 AC 解封装后集中送入有线网络,便于统一安全审计、流量镜像与策略控制。
Wi-Fi 6(802.11ax)
Wi-Fi 6 是第六代无线局域网标准(IEEE 802.11ax)。核心革命性技术包括 OFDMA 多址接入、上下行 MU-MIMO、1024-QAM 高阶调制、目标唤醒时间(TWT 省电)与 BSS Coloring 空间复用,极大提升了高密会场吞吐量并压低了并发时延。
正交频分多址(OFDMA)
OFDMA 是 Wi-Fi 6 最核心的多址技术。将传统单用户独占的整个射频信道,按频域细分为多个子载波“资源单元(RU, Resource Unit)”,在同一个时间切片内允许多个不同终端在各自的 RU 上并发收发数据,彻底消除了小数据包排队延迟。
WPA3 安全认证与 SAE
WPA3 是最新一代 Wi-Fi 安全认证标准。其个人版采用对等实体同时认证(SAE, Simultaneous Authentication of Equals)取代了脆弱的 WPA2 预共享密钥(PSK),天然免疫离线字典暴力碰撞攻击,并提供前向保密(PFS)。
WLAN 漫游(二层/三层漫游)
WLAN 漫游指终端在移动过程中从一个 AP 切换关联到另一个 AP 时保持网络连接不中断的技术。二层漫游在同子网内刷新转发表;三层漫游跨越不同子网时,通过家乡代理(Home Agent)建立漫游数据隧道,确保终端 IP 地址与 TCP 会话绝对不变。
访问控制列表(ACL)
访问控制列表(ACL, Access Control List)是由若干匹配规则(Rule)组成的指令集合。通过匹配数据包的五元组(源/目的 IP、源/目的端口、协议号)或生效时间段(Time-Range),对网络流量进行允许(Permit)或拒绝(Deny)过滤,或者作为路由策略的流量分类工具。
安全区域(Security Zone)
安全区域是华为防火墙的核心逻辑隔离概念。每个接口必须加入且只能加入一个安全区域。区域拥有独立的安全级别(Priority 1~100):Local 区域(100,本设备主控)、Trust 区域(85,内部网络)、DMZ 区域(50,非军事区对外服务器)、Untrust 区域(5,不可信外网)。高安全级别与低安全级别之间的双向互访均须配置安全策略放行。
会话表(Session Table)
会话表是状态检测防火墙记录活跃网络连接的动态状态表项。记录通信的五元组、当前协议状态、所属安全区域与 NAT 转换映射关系。首包经过策略匹配并生成会话后,后续属于该会话的所有正向包与反向回包均直接根据硬件会话表线速转发,无需再次逐条比对策略库。
网络地址转换(NAT)
网络地址转换(NAT, Network Address Translation)是将 IP 报文头部中的源或目的 IP 地址及端口号进行动态重写替换的技术。主要用于私网地址(RFC 1918)与公网合法 IP 的互相映射,缓解 IPv4 地址匮乏并隐藏企业内部网络拓扑。
Easy IP
Easy IP 是源 NAT(NAPT)的一种极简实现模式。它不需要单独配置公网地址池,而是直接借用防火墙连接公网的外网接口当前的动态公网 IP 地址(例如 PPPoE 拨号或 DHCP 获取的接口 IP),通过修改源端口号实现海量内网主机并发共享上网。
虚拟专用网(VPN)
虚拟专用网(VPN, Virtual Private Network)依靠 ISP 等公共网络作为通信载体,通过隧道协议、身份认证和端到端加密机制,构建出一条逻辑上专属、私密且不可篡改的安全通信通道。
通用路由封装(GRE)
通用路由封装(GRE, Generic Routing Encapsulation)是一种经典的三层隧道协议。它能够将任意一种网络层协议(如 IPv4、IPv6、OSPF/BGP 等动态路由协议报文)封装在另一种网络层协议报文中跨公网传输,但 GRE 协议本身完全不具备数据加密与身份认证能力。
IP安全协议(IPsec)
IPsec 是一套开放的端到端三层网络安全框架。它包含认证头(AH,提供源认证与完整性但不加密)与封装安全载荷(ESP,提供完整性并对数据进行高强度加密)。广泛应用于企业跨公网分支互联(Site-to-Site VPN)。
互联网密钥交换(IKE)
IKE(Internet Key Exchange)是 IPsec 框架中用于自动化密钥协商与安全联盟(SA)生命周期管理的协议。通过 Diffie-Hellman(DH)密钥交换算法在公网上安全推导出对称工作密钥,经历第一阶段身份认证建立 IKE SA,第二阶段协商 IPsec 业务 SA。
华为冗余协议(HRP)
HRP(Huawei Redundancy Protocol)是华为防火墙双机热备架构中的专用底层数据同步协议。运行于防火墙之间的专用心跳线路上,负责在主用(Active)与备用(Standby)防火墙之间实时镜像动态会话表、Server-map 表项以及静态配置命令。
VRRP管理组协议(VGMP)
VGMP(VRRP Group Management Protocol)是华为防火墙用于统管整机多个 VRRP 备份组状态的专利协议。VGMP 将所有业务接口的 VRRP 组集中到一个统一的管理组中,确保当防火墙任何一个接口故障时,上下行所有 VRRP 组整机协同切换,杜绝出现“部分接口主用、部分接口备用”导致的流量黑洞。
叶脊网络架构(Spine-Leaf)
叶脊网络架构(Spine-Leaf)是基于 CLOS 理论构建的数据中心经典无阻塞网络拓扑。网络由 Spine(脊交换机,提供高速三层骨干互联)和 Leaf(叶交换机,连接服务器与边界网关)两层设备构成。Spine 之间互不相连,Leaf 之间互不相连,每个 Leaf 与所有 Spine 全互联。使得任意两台接入服务器之间的通信固定只有 3 跳,彻底杜绝了传统三层分层网络的收敛比瓶颈。
底层承载网与叠加网络(Underlay/Overlay)
Underlay 指底层真实的物理网络基础设施(物理光纤、交换机、路由器),主要运行 OSPF/BGP 等路由协议提供高吞吐、等价负载分担(ECMP)的三层 IP 转发通路;Overlay 指在 Underlay 之上通过隧道封装技术(如 VXLAN)构建的逻辑虚拟网络,将租户业务逻辑与底层物理硬件拓扑彻底解耦。
虚拟扩展局域网(VXLAN)
VXLAN(Virtual Extensible LAN,RFC 7348)是基于标准 UDP(目的端口 4789)的“MAC-in-UDP”大二层隧道封装技术。它将虚机原始二层以太网帧封装在 UDP 报文内,在任意三层 Underlay IP 网络之上构建可跨机房漫游的虚拟二层广播域,并采用 24 位 VNI 支持高达 1600 万个隔离子网。
VXLAN网络标识符(VNI)
VNI(VXLAN Network Identifier)是 VXLAN 报文头部中用于唯一标识虚拟二层/三层子网的 24 位标识字段。类似于传统 VLAN 中的 VLAN ID,但容量从 4094 跨越式扩展到了 16,777,216,彻底解决了公有云多租户环境下的网络标识耗尽难题。
VXLAN隧道端点(VTEP)
VTEP(VXLAN Tunnel End Point)是执行 VXLAN 报文封装与解封装的关键节点。它可以是物理交换机硬件(Hardware VTEP,如 Server Leaf),也可以是宿主机操作系统内核或虚拟化软件(Software VTEP)。每个 VTEP 拥有一个 Underlay 物理网络中全局可达的 IP 地址。
以太网虚拟专用网(EVPN)
EVPN(Ethernet VPN,RFC 7432)是一种基于 MP-BGP 扩展的下一代统一控制平面技术。它通过定义 Type 1 到 Type 5 五类专有 BGP 路由,在数据中心 VTEP 之间宣告虚机 MAC 地址、ARP 信息与主机/网段 IP 路由,彻底消除了传统大二层数据平面盲目泛洪自学习的严重缺陷。
跨设备链路聚合(M-LAG)
M-LAG(Multichassis Link Aggregation Group)是一种将跨越两台物理独立交换机的链路绑定为一个逻辑链路聚合组(Eth-Trunk)的技术。服务器采用标准 LACP 协议双归双活接入,而两台交换机之间保持独立的控制平面与 CPU,支持单台设备在线无中断升级,杜绝了传统堆叠(Stacking)的单点控制故障。
tcpdump 抓包工具
tcpdump 是 Linux/Unix 操作系统下最著名的命令行网络数据包截获与分析工具。基于 libpcap 库构建,能够在网卡混杂模式下直接捕获线缆流经的原始数据帧,支持根据 IP、端口、协议进行 BPF 高度过滤,并可输出保存为 .pcap 标准文件以便 Wireshark 深入取证。
VRP 调试命令(debugging)
华为通用路由平台(VRP)内置的强大动态诊断机制。通过 debugging 命令可以实时监控协议状态机迁移、报文收发细节和算法计算过程。由于其会消耗主控 CPU 资源,在生产网络中应配合精确 ACL 过滤使用,诊断完成后必须及时通过 undo debugging all 完全关闭。
网络抓包分析(Packet Capture)
网络抓包分析是指通过硬件分光镜(TAP)、交换机端口镜像(Port Mirroring / SPAN)或端侧软件,旁路截获线路上流动的完整网络报文,并在显微镜下对报文各层字段逐字节解剖,是排查疑难性能衰减、协议握手失败和安全攻击的终极事实判据。
华为 ICT 大赛网络赛道
华为技术有限公司面向全球高校大学生打造的顶级 ICT 竞技平台。网络赛道重点考核数通基础、高级路由与交换(STP/OSPF/IS-IS/BGP/MPLS/SRv6)、WLAN 无线技术、网络安全与华为防火墙、数据中心 DCN(VXLAN/EVPN)以及网络自动化编程等全栈硬核工程能力。
全真模拟考核
针对华为 ICT 大赛题型风格与知识图谱设计的高仿真综合实战检验。融合单选、多选与易混判断题,全面覆盖概念辨析、报文格式计算、网络拓扑故障推演与抓包断症,帮助学员在限时实操中筑牢条件反射般的答题准度。