计算机网络基础-笔记

一、

计算机网络就是把处于不同地理的独立的计算机,通过网络设备互连,并且附于软件进行控制,达到资源共享,协同操作的目的。

WEB外包服务器

局域网 LAN 有限范围内网络(一层楼或一栋楼) 网络延时很小 出错率很低

城域网 MAN 中等规模

广域网 WAN ISP(跟宽带商买好帐号即可)连接 速度慢 无法参与网络管理

网络拓扑 总线型   BWS总线 通过一条总线把其他的端街到总线支点上 早起局域网使用的结构简单,成本低

                                总线上一点(或支线)故障 会造成整个网络瘫痪 需要用50欧的终端器

                 星型       以交换机为中心 对信息进行集中管理 可靠性非常高

                                一般硬件不会损坏 ARP攻击 把MAC列表充满 让你无法过滤信息。

                 环型       基于交换机中的HABO 功能

                                 A→ B→ C→ D→ A 当A的数据要传送到C的时候 必定经过B

                                环形内设备太多的话 网络延迟比较高(国内用得比较少)

                 网状    (部分网状跟全网状) 一般是来做网络冗(rong)余的 主要是由全部的节 点设备以及设备之间的连接组成的

                               代价很高 管理和维护不容易 一般使用部分网状

网络的主要指标:带宽(bps):在一定时间内从一个节点传送到另外一个节点的数据量

                                  延迟:网络上数据从一个节点传送到另一个节点所经历的时间


      网络标准化组织                                          贡献

国际标准化组织(ISO)                      OSI参考模型

电子电器工程师协会(IEEE)           提供网络硬件标准 制定LAN标准 802X标准

美国国家标准局(ANSI) FDDI       光纤分布式数据接口标准

国际电信联盟(ITU)

INTERNET架构委员会(IAB)        广域网连接的标准



二、

OSI

        各层之间相互独立

        每一层都有自己的协议

        每一层都利用下层提供的服务与对等层通信


        7 应用层 提供应用程序间通信

        6 表示层 处理数据格式,数据加密等

        5 会话层 建立 维护和管理会话

        4 传输层 建立主机端到端连接 保证传输数据的 安全性和稳定性

        3 网络层 寻址和路由选择

        2 数据链路层 提供介质访问,链路管理等

        1 物理层 比特流传输 (01010101010通信传输上的比特流,电压, 网卡上8个针脚的定义)


物理层 功能在两个终端设备间传输比特流。(不是物理设备)

        机械特性:

        电器特性:哪根线上出现的电压,电流等范围。

        功能特性:某根线上出现的某一电平的电压表示何种意义

        规范特性:各种事件的出现顺序

        介质: 同轴电缆:粗 细

               双绞线:UTP(非屏蔽) STP(屏蔽:抗干扰强) 有效的传输距离100米

               光纤:单模 多模 (光信号不会受到电磁信号干扰)

               无线:红外线 蓝牙 WLAN技术

        局域网物理层:常见标准:10Base-T(10表示带宽10兆=10M,base表示基带传输,T表示双 绞线)

               常见设备:中继器 集线器 HABO

        广域网物理层:常见标准:RS-232(),V.24(DCE:时钟同步和DTE),V.35()

                             注:电信局为DCE端 本机PC为DTE端

                              思科 两个交换机相连 必定一端为DCE(必须配置时钟) 另一端为DTE

                             常见设备:Modem


数据链路层(传输的数据称为 帧) 目的是负责在某一特定的介质或链路上传递数据。

        功能: 编帧和识别帧(对比特流)MAC地址

               数据链路的建立 维护和释放

               传输资源控制(宽带的分配采用时分复用(即1秒内可分配多少毫秒自己用))

               (10M的宽带N人用 每个人的宽带速率都为10M 只是能分配的时间 变为原来的1\N)

               流量控制(传输层也有这个功能)

               差错验证(数据传输会衰减和被干扰)对数据帧进行验证

               寻址 (寻找目的节点发送过去 交换机有此功能 因有MAC表)

               标志上层数据 (给上一层谁来处理)


        局域网数据链路层分为LLC(逻辑链路控制)子层和MAC(介质访问控制)子层


        局域网数据链路层标准

               IEEE802.1 基本局域网问题 STP

               IEEE802.2 定义LLC子层

               IEEE802.3 以太网标准 CSMA-CD 数据冲撞处理机制(国内一般用此标准)

               IEEE802.4 令牌总线网

               IEEE802.5 令牌环网

        广域网数据链路层标准

               HDLC 高级数据链路控制 ISO开发的 面向位同步

               PPP 点到点的协议-RFC制定的

               Frame Relay 帧中继

网络层(传输的数据称为 包) 每个设备都有IP

        功能: 编址 -IP

               路由 :进行寻址

               拥塞控制

               异种网络互连

        网络层地址:IP 32位

               网络地址 主机地址

               10               8.2.48

        IPX地址

               网络地址 主机地址

                                 MAC地址

        网络层地址是全局唯一的(在局域网中唯一(同级域网里是唯一的)广域网中唯一)

        可路由协议(IP):哪一的数据可以被我的路由器路由到另一端,对数据进行网络层封装

        路由协议(BIP OSPF BGP):生成网络地图-路由表,为可路由协议选择路径

        传输数据中 IP地址是目标地址 MAC地址是下一设备的硬件地址

        面向连接服务

               通信之前先建立连接,通信完成后断开连接

               有序传递

               应答确认

               适合于对可靠性要求高的应用

        无连接服务

               尽力而为的服务

               无需建立连接

               无序列号机制,无确认机制,无重传机制

               适合于对延迟敏感的应用

传输层(传输的数据称为 段) 为会话层提供无差错的传送链路

               分段上层数据(把会话层的数据 分段)

               建立端到端连接

               透明 可靠传输()

               流量控制(防止网络拥堵,防止数据占满内存溢出)

会话层

               主机间通信

               建立 维护 终结应用程序之间的会话

               文字处理 邮件 电子表格等

表示层

               定义数据格式与结构

               协商上层数据格式

               ASCII ,MPEG,JPEG等

应用层

               为应用程序进程提供网络服务(单机或本地程序不存在网络通信)

               SQL NFS RPC等

TCP/ IP

OSI参考模型        TCP/IP参考模型

7 应用层                      应用层

6 表示层

5 会话层

4 传输层                      传输层

3 网络层                      网络层

2 数据链路层          网络接口层

1 物理层

网络接口层        相当于OSI中数据链路层和物理层的总和

网络层                负责将数据包送达正确的目的

        数据包的路由

        路由的维护

        主要协议

               IP

               ICMP 做ping命令

               IGMP

传输层 负责提供端到端通信

        数据完整性校验

        差错重传

        数据的重新排序(数据包混乱传送达到后再排序)

        主要协议

        TCP 面向连接服务(可靠)

        UDP 非面向连接服务(只发数据不管接收端有无接收到)

应用层

        远程访问

        资源共享

        主要协议:Tclnct

        FTP/TFTP

        SMTP/POP3

        SNMP/HTTP


三、

局域网 特点:速度快 安全性高

        技术:多路访问

        数据链路层细分为:LLC和MAC两个子层

               对网络层传下来的数据包就行封装,适应种类多样的传输介质,并且 在任何一种的介质处理信道占用,站点的表示和寻址的问题

        LLC(承上):实现数据链路跟硬件无关的功能,比如:流量控制,差错恢复

               有一个字节是来标明 服务访问点 其中一个字节的6位是标识上一 层 协议的

        MAC(启下): 提供LLC和物理层之间的接口

技术:

        以太网:应用广泛

        令牌环网:在一个环型拓扑里面 有一个令牌(有忙与闲的标识) 令牌不在即无法通信

               设计保守 设备昂贵 无普及

        FDDI环网:光纤分布式数据接口

               单令牌环 100M 1000个节点

               设备昂贵 无普及

集线器(HUB) 内部相当于总线拓扑结构,任意时间只有一台主机能占用总线。

        HUB与主机构成物理星型拓扑

        半双工(又不接收又不发送不能同时进行)

直连线(两头都是568B) 交叉线(一端为568A另一端为568B)

接到交换机/集线器上的 都用直连线

接到主机网卡/路由器上的都用交叉线

MDI (meditm dependent interface) 介质相关接口

MDIX(meditm dependent interface cross-over)介质相关接口交叉

CSMA/CD载波侦听(集线器里传输数据的原理)

在局域网中 对整个网络线路进行监听。

若侦听到有载波在线路上,则不能发送数据。

        不到有载波 则视为空闲状态,此时任一PC都可以抢占线路

因电信(或其他信号)在传输都是需要时间的

        则可能出现监听不到即视为空闲抢占线路 而发生 冲突。

两股信号相撞则被摧毁, 此时 CSMA/CD会让全部主机停止发送,并等待一个随机退避时间(系统随机分配的时间),退避时间满后PC开始发送数据。

建议这种集线器里相连的机子不怡太多(多的话用交换机),因为会一直产生冲突,一直在随机退避。

MAC地址(为48位二进制,常用12为16进制数表示)

48位 分为:24位OUI(前24位) IEEE制定的给厂商的

        24位EUI(后24位) 厂商自己定义

单播与广播

        单播 指定MAC地址 去传输,只有MAC对应才可能对数据进行处理

        广播 制定MAC地址为全部 即DMAC=FF.FF.FF.FF.FF.FF 此时任意机子(任意MAC)都可接受 信息。

MAC有过滤功能:只能接受本机MAC地址,广播地址,和本级所属组播组地址 的数据

        网卡丢弃与本卡接受地址不匹配的侦

        网卡能解开与本卡接受地址匹配的帧,讲数据递交上层处理。

中继器:对信号有放大,转发,重发的作用,以此来扩大传输范围。(属于OSI参考中的物理层设)

        总线型以太网拓扑扩展使用中继器的话 所有PC还是属于一个冲突域。

星型以太网拓扑扩展(用集线器可以扩展10BASE-T)

最高只能连接 HUB---中继器---HUB---中继器---HUB(达500米,且HUB才能跟主机相连,这个系统所有机子有属于一个冲突域)

用交换机扩展以太网:隔离冲突域,避免冲突域够大

        进一步扩大物理连接范围

        提高以太网宽带利用率,增加吞吐量

        适应不用速率和不用双工状况


四、

广域网 作用:基于电信运营商的通信网络设施建立远程连接

        在相距遥远的局域网之间建立连接性

        OSI参考模型               广域网

        网络层                      IP,IPX协议

        数据链路层              HDLC,PPP,LAPB,帧中继

        物理层                       V.24 V.35 X.21 RS-232

        连接方式:专线方式:异步/同步专线(时钟信息是否相同)

               电路交换方式:PSTN/ISDN

               分组交换方式:X。25 帧中继 ATM


五、

常用网络层协议:

        ARP:知道IP 不知道MAC 发送以广播ARP请求(目标MAC=FFFF,FFFF,FFFF)

               对应PC以单播ARP响应回复发送端

        RARP:知道MAC 不知道IP 发送以广播RARP请求

路由器默认不会转发广播

        ICMP: ping tracert


六、

层层之间通过协议号来传输 (TCP对应6 UDP对应17 )

IP的作用

        用唯一的IP地址标识每一个节点

        用唯一的IP网络号标识每一个链路

IP全为0 代表所有网络 用于这顶默认路由

     全为1 全网广播地址,代表所有节点

169.254.0.0 网卡给自己分配的地址


七、

网络号 相同的网络系统不能通过路由进行通信

        物理上:被路由器隔成两个网段

        逻辑上:相同的网络号能通信

        逻辑上被通信了,但实际未能通信成功,网络号需要再借位进行细分。

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