TCP/IP网络协议学习笔记

基本概念：

计算机网络：物理链路将各个孤立的工作站或主机相连在一起组成数据链路，从而达到数据共享和通讯的目的。

按照媒介划分可以分为：有线网、光纤网、无线网

按照地域划分可以分成：广域网、城域网、局域网、个人局域网

以太网：使用了载波监听多路访问及冲突检测技术的局域网，其中，载波监听多路访问是允许多个设备在同一信道发送信号的协议，冲突检测是指发送站点在发送时边监听边发送，若是监听到有干扰信号，则表示产生了冲突，就需要停止发送，计算退避等待时间，然后使用载波监听多路访问的方法继续尝试发送。计算等待退避时间使用“二进制指数退避算法”。

网络模型

OSI七层模型：应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层、物理层

TCP/IP五层模型：应用层、传输层、互联网层、数据链路层、物理层

TCP/IP四层模型：应用层、传输层、互联网层、网络接口层

一般按照OSI七层模型定义处于哪一层

应用层：网络服务与使用者应用程序间的一个接口

表示层：数据表示、数据安全、数据压缩

会话层：建立、管理和终止会话

传输层：数据格式是，数据组织成数据段Segment，功能与连接方式是用一个寻址机制来标识 一个特定的应用程序 (端口号)

网络层：数据格式，分割和重新组成数据包，功能基于网络层地址(IP地 址)进行不同网络系统 间的路径选择

数据链路层：数据格式是将比特信息封装成数据帧Frame，功能在物理层上建立、撤销、 标识逻辑链接和链路复 用 以及差错校验等功 能。通过使用接收系统 的硬件地址或物理地址来寻址

物理层：数据格式是传输bit流，功能建立、维护和取消物理连接

网络拓扑结构

网上计算机或设备与媒介传输形成的结点与线的物理构成模式；

网络的结点有2类：1）转换和交换信息的转接结点，包括结点路由器，交换机，集线器和终端控制器；2）访问结点，包括计算机主机和终端等，线则是各种传输媒介，包括有形的和无形的。

形式：

1、总线型拓扑：结构简单灵活，建网容易，使用方便，性能好。

主干总线对网络起决定 性作用，总线故障将影响整个网络；

1. 2、星型拓扑：结构简单，建网容易，便于控制和管理，中间节点负担较重，容易形成系统的瓶颈，线路的利用率也不高
2. 3、环形拓扑：结构简单，建网容易，便于控制和管理，当结点过多时，将影响传输效率，不利于扩充。
3. 4、树形拓扑：扩充方便，成本低，灵活，易推广，每条通路都支持双向传输，分主次或分等级的层次型管理系统。
4. 5、网型拓扑：网络的可靠性较高，建设成本较高
5. 6、混合型拓扑：可以是不规则型的网络，也可以是点点相连的网络
6. 7、蜂窝拓扑：无线局域网中常用的结构，以无线传输介质点到点和多点传输为特征，是一种无线网，是星型网络和总线型的结合体，克服了星型网络分布空间限制的问题。

TCP/IP详解

TCP/IP协议：传输控制协议/因特网控制协议，由网络层的IP协议和传输层的TCP协议组成，定义了电子设备如何连入因特网，以及数据如何在它们之间传输的标准。协议采用了4层的层级结构，每一层都呼叫它的下一层所提供的网络来完成自己的需求。

IP地址：给每个连接在Internet的主机分配的一个32bit地址。按照TCP/IP 协议规定，IP地址用二进制来表示，每个IP地址长32bit，比特换算成字节，就 是4个字节。 ，就是一种在Internet上的给主机编址的方式，也称为网际协议地址。常见的IP地址，分为IPv4与IPv6两大类。

类型分为A：特征位是0，网络位是前8位，最大主机数16777214，用于超大型网络，0和1被保存；

B：特征位为10，网络位位前16位，最大主机数65534，用于中型规模网络；

C：特征位为110，网络位为前24位，最大主机数254，用于小型规模网络

D：特征位为1110

E：特征位为11110

子网掩码：又叫网络掩码、地址掩码、子网络遮罩，它是一种用来指明一个IP地址的哪些位标识的是主机所在的子网以及哪些位标识的是主机的位掩码。子网掩码不能单独存在，它必须结合IP地址一起使用。子网掩码只有一个作用，就是将某个IP地址划分成网络地址和主机地址两部分；通过IP 地址的二进制与子网掩码的二进制进行与运算，确定某个设备的网络地址和主机号，也就是说通过子网掩码分辨一个网络的网络部分和主机部分。子网掩码一旦设置，网络地址和主机地址就固定了。子网一个最显著的特征就是具有子网掩码。与IP地址相同，子网掩码的长度也是32位，也可以使用十进制的形式。

MAC地址：或称为 MAC位址、物理地址，在数据链路层用于寻址，用来定义网络设备的位置,由48比特长（6个字节），12个的16进制数字组成，0到23位是厂商向IETF等机构申请用来标识厂商的代码，也称为“编制上唯一的标识符”，是识别LAN(局域网)结点的标志。地址的24到47位由厂商自行分派，是各个厂商制造的所有网卡的一个唯一编号。

MAC地址第48位是组播地址标志位。

在OSI模型中，第三层网络层负责IP地址，第二层数据链路层则负责MAC地址。

一个网卡有唯一的一个MAC地址，对应多个IP地址。

私有IP地址：私有IP地址是指内部网络或主机的IP地址，公有IP地址是指在Internet网上全球唯一的IP地址防火墙：用于网络数据的过滤和重新封装。