计算机网络复习笔记--计算机网络概述

1. 计算机网络概述 --计算机网络复习笔记##

1.1 计算机网络分类

个域网–>局域网–>城域网–>广域网(从左到右逐渐增大)
以太网是局域网的一种

1.2 计算机网络拓扑结构

1.1.1 总线网络
1.1.2 星状网络：处于中心的网络设备可以是集线器，也可以是交换机
1.1.3 环状网络
1.1.4 树状网络
1.1.5 网状网络

1.3 网络交换技术

1.3.1 电路交换技术
1.3.2 报文交换技术
1.3.3 分组交换技术

2. 网络协议

2.1 网络协议三要素：语义，语法，时序

2.2 协议：协议是指通信双方就如和进行通信的一种约定

2.3 网络体系结构：下层为上层提供服务

2.4 参考模型

2.4.1 OSI参考模型：

共7层，从下到上分别是：物理层（比特）、数据链路层（帧）、网络层（分组）、运输层（报文）、会话层、表示层和应用层
设备所在层数：
物理层：集线器、中继器
数据链路层：交换机、网桥
网络层：路由器

2.4.2TCP/IP参考模型

TCP/IP模型和OSI模型的对比

2.5每层包含的协议

应用层：HTTP、SMTP、DNS、TELNET、SNMP
传输层：TCP、UDP
网际层：IP、ICMP、ARP、IGMP
网络接口层：SONET、802.11、Toking Ring、Ethernet
数据链路层：HDLC、PPP

3. 典型网络架构

3.1 传输媒介

3.1.1 双绞线：3类双绞线、5类双绞线
3.1.2 同轴电缆:成本高
3.1.3 光纤:最快

3.2 网络设备

3.2.1 集线器：对物理层比特进行整形放大，能扩展网络传输距离，处理单位是比特，常用于组建星状网络
3.2.2 交换机：根据MAC地址转发帧，解决了集线器时的冲突问题，处理单位是帧，工作在数据链路层
3.2.3 路由器：可以实现基于存储转发的分组交换
分为：路由选择部分和分组转发部分
路由选择：控制部分，核心时构件路由选择处理机
分组转发：根据路由表查找到达目的的网络的合适输出端口
3.2.4 防火墙：把内网和外网分隔开来，操作单位是：分组

4. IP网络基础

4.1 数据传输过程

发送端：报文（传输层）–加上IP地址–>分组（网络层）–加上MAC地址–>帧（数据链路层）---->电子信号0和1（物理层）
在发送段，将用户数据从上层到下层封装，每层加上相应控制信息；在接收端，从下到上逐层将数据拆封

4.2 局域网上的帧可以通过单播、广播、组播3种方式发送

4.3 以太网帧校验：循环冗余码校验（CRC）

4.4 HDLC协议：主要解决通信的需要，是一种典型的面向比特型的数据链路层协议

4.4.1 HDLC三种站：
主站：发送命令帧，接收响应帧
从站：接收主站发过来的命令帧，向主站发送响应帧
复合站：既能发送、又能接收命令帧和响应帧，并且负责整个链路的控制
4.4.2 HDLC协议的帧类型：
信息帧（I帧）
监控帧（S帧）
无编号帧（U帧）
数据链路建立（无编号帧）–>数据传输（信息帧、监控帧）–>数据链路释放（无编号帧）

4.5 PPP协议是一个点到点数据链路层协议

4.5.1 PPP协议的身份验证方式
PAP（明文）认证：两次握手，在网络上以明文的王石川数用户名以及口令安全性不高
CHAP（密文）认证：三次握手，只在网络上传用户名而不上传口令，因此安全性比PAP高
4.5.2 IP地址指定的不是一台计算机，而是计算机到一个网络的连接

4.6 IP地址的分类(重点)

IP地址总共有32位
A类、B类和C类地址是为IPv4单播地址保留的，D类地址是为IPv4组播地址保留的，而E类地址是为实验性用途保留的
A类地址：以第一字节的0开始，7位表示网络位（0~127），后24位表示主机位
B类地址：以第一字节的10开始，14位表示网络位（128~191），后16位表示主机位
C类地址：以第一字节的110开始，21表示网络位（192~223），后8位表示主机位
D类地址：以第一字节的1110开始，位表示网络位（224~239），多用于因特网多播
E类地址：以第一字节的11110开始，7位表示网络位（240~247），保留为今后扩展使用

1. 当IP地址中主机位全为“0”时，即为网络地址，表示只有一个网络范围
2. 当IP地址中主机位全为“1”时，表示是一个广播地址，代表某特定网络上的所有主机
3. 直接广播地址指的是网络位不权威1（包含一个有效的网络位），主机位全为1的地址
4. 受限广播地址指的是IP地址为255.255.255.255的地址

4.7 子网地址和子网掩码

根据IP地址二进制和子网掩码二进制的与运算的结果是否相同可以判断两台主机是否在同一个子网中

4.8 NAT技术

4.8.1 为了解决IP地址不够用的问题
4.8.2 NAT技术就是访问外部网络时把私有地址转换为公有地址
4.8.3 NAT的实现方式有3种：静态转换（静态NAT）、动态转换（动态NAT）、端口多路复用（NAPT）

4.9 ICMP协议

4.9.1 用于IP层的差错报告，是IP协议的一部分
4.9.2 属于网络层的协议
4.9.3 ICMP协议只是向源主机报告出错的原因，差错处理需要高层协议完成
4.9.4 ICMP协议是IP协议的一部分
4.9.5 ICMP协议使用时封装在IP数据报进行发送，基本单位时报文
4.9.6 路由器或者主机根据IP首部中的协议值为1，来判断该分组数据字段封装的是ICMP报文
4.9.7 ICMP差错报文主要有5类：目的不可达、超时、参数问题、源站一致和重定向
4.9.8 ICMP最常见的用法是对网络进行测试和故障诊断，有两个最著名的实用程序：
Ping命令：测试目的主机是否能到达的一种通用的方法
Tracert命令：可以获得从测试命令发出的源主机到达目的主机完整的路径

4.10 ARP协议

4.10.1 工作过程：利用IP地址与MAC地址的映射关系来获取MAC地址
4.10.2 ARP协议是网络层协议

4.11 进程通信与端口号

4.11.1 表示一个进程必须同时使用IP地址与端口号
4.11.2 一个进程的全网唯一的表示应该使用三元组表示：协议、本地地址与本地端口号
4.11.3 熟知端口号：
DNS 53
RIP 520
HTTP 80

4.12 TCP协议

4.12.1 位于传输层的面向连接端到端协议，可以为主机提供可靠的数据传输
4.12.2 首部：
紧急 URG
确认 ACK
推送 PSH
复位 RST
同步 SYN
终止 FIN
4.12.3 TCP的连接建立时“三次握手”的过程，终止则需要“四次握手”

4.13 UDP协议

4.13.1 面向无连接的传输层协议，传输可靠性没有保证