网络基础知识总结＋网络设备介绍（运维必备网络知识）

什么是网络

网络是由多台计算机（或手机等）通过网络设备（交换机以及路由器）及网线（或无线）连接起来，按照一定的规范规则则彼此进行通信的系统总称。

为什么要有网络

网络出现的最核心需求就是【解决不同设备之间的通讯、数据传输】

运维人员需要学习哪些网络知识？

1.网络基础知识发展历程

涉及到网络的一些名词概念，网线、路由与交换介绍。

2.osI-七层模型的介绍

了解7层模型及彼此之间关系以及每个层次都涉及到哪些知识。

网络服务对应的端口★

路由交换、封包、解包。

3.TCP/IP协议簇的介绍

1）TCP/IP三次握手和四次挥手过程★

2）TCP/IP十一种状态集的转变★

4.网络地址类型介绍

包括IP地址分类，公网与私网地址说明，子网划分、VLAN概念

5.路由：静态路由（模拟静态路由配置，linux静态路由route）

linux静态路由route

6.linux网络管理知识

按作用范围对网络分类

网络按作用范围分为:
1、广域网

2、城域网

3、局域网

4、个人区域网

【局】域网(LAN)

核心层: 保证高速传输

• 核心层主要是实现骨干网络之间的优化传输,

• 设计任务重点通常是冗余能力、可靠性和【高速的传输】

汇聚层: 管理

• 汇聚层是楼群或小区的信息汇聚点

• 是连接接入层和核心层的网络设备，为接入层提供数据的汇聚\传输\管理\分发处理。

• 汇聚层为接入层提供基于策略的连接，如地址合并，协议过滤，路由服务，认证管理等。

• 通过网段划分(如VLAN)与网络隔离可以防止某些网段的问题蔓延和影响到核心层。

• 汇聚层同时也可以提供接入层虚拟网之间的互连，控制和限制接入层对核心层的访问，保证核心层的安全和稳定。

接入层: 傻瓜交换机，扩展接口。

• 接入层通常指网络中直接面向用户连接或访问的部分。

• 接入层目的是允许终端用户连接到网络，因此接入层交换机具有低成本和高端口密度特性。

城域网(MAN) 可忽略

如果一个网络的覆盖面积达到了一个城市，就可以称为城域网。

广域网（WAN）

如果覆盖面积达到了全国或者全球，就称为广域网，全球最大广域网就是Internet互联网。

网卡设备

双绞线等介质本身不具有信号发送和接收功能，其主要作用只是负责传递信号信息，真正实现信号的发送和接收的设备称为网卡。

而网卡设备实质就是能够每秒钟调制出或者接收到的信号个数

常见的网卡设备为100M、1000M，这表示在一秒内可以调制出或者接收到的信号个数。

比如100M表示100Mbps=per second可以传递信号个数。

其中M表示一个数值单位，b表示bit，具体换算公式如下：

大家常说的单位是MB是M字节，即B=byte

字节与比特的换算公式：1B=8*bit，bit=1/8 Byte；

因此 实际网速=运营商承诺带宽/8；假设运营商提供了4M带宽线路，4M带宽的实际网速=4000kbps/8≈512kBps

MAC地址

网卡设备的地址，网卡设备的全球唯一地址。

每台网卡设备都有一个唯一的网络标识

MAC地址是48位的（6个字节），通常表示为12个16进制数，每2个16进制数之间用冒号隔开。

mac地址有什么用：

• 局域网计算机设备（网卡设备）的唯一地址，计算机通信是靠MAC地址的
• 网卡配置的是Ip地址，找到MAC地址，然后进行通信
• 通过IP地址找到MAC地址的过程叫arp协议。

MAC地址与IP地址区别：

IP地址和MAc地址相同点是它们都是唯一的。不同的特点主要有：

• MAC是网卡设备的唯一地址，出厂前即设置好了；IP地址是计算机的唯一地址，随时可以给网卡配置。
• 长度不同。IP地址为32位，MAC地址为48位
• IP地址应用于OSI层次中的网络层，而MAC地址应用在OSI数据链路层
• 数据链路层协议可以通过MAC地址使数据从一个节点传递到相同链路的另一个节点上，而网络层协议使数据可以从一个网络上传递到另一个网络上。

ARP协议（地址解析协议）

根据IP地址获取物理地址的一个TCP/IP协议，用于解析mac地址和ip地址，处于数据链路层和网络层之间，承上启下。

arp工作原理

1:首先，每个主机都会在自己的ARP缓冲区中建立一个ARP列表，以表示IP地址和MAC地址之间的对应关系。

2:当源主机要发送数据时，首先检查ARP列表中是否有对应IP地址的目的主机的MAC地址，如果有，则直接发送数据。

3.如果没有，就向本网段的所有主机发送ARP广播包，该数据包内容有:源主机IP地址,源主机MAC地址，目的主机的IP地址。

4:当本网络的所有主机收到该ARP数据包时，首先检查数据包中的IP地址是否是自己的IP地址，如果不是则忽略该数据包，如果是，则首先从数据包中取出源主机的IP和MAC地址写入到ARP列表中，如果已经存在则覆盖，然后将自己的MAC地址写入ARP响应包中，告诉源主机自己的MAC地址。

5:源主机收到单播ARP响应包后。将目的主机的IP和MAC地址写入ARP列表，并利用此信息发送最终数据。

6:如果源主机一直没有收到ARP响应数据包，表示此次ARP查询失败，或把数据包发送网关处理。
广播发送ARP请求,单播回复ARP响应。

网线线序

568A和568B标准

568B线序：橙白、橙、绿白、蓝、蓝白、绿、棕白、棕

平行线：网线2头都做成568B标准,就叫平行线。用于双机不同级连接，比如交换机连电脑。交换机连路由器。

交叉线：网线一头做成568B,另一头做成568A，就叫交叉线。用于双机同级连接，比如电脑连电脑，交换机连交换机。

现在都是平行线做法，设备能够自己识别。

中继器（物理层设备）

中继器是连接网络线路的设备，用于两个网络节点之间物理信号放大和双向转发工作。主要功能是通过对衰减的数据信号进行放大再转发，来扩大网络传输的距离。主要用于扩展连接相同局域网网段的长度。

HUB集线器（物理层）

是中继器的一种形式，是一种集中连接缆线的网络组件，可以认为这是一个多端口的中继器，能够提供多端口服务，主要功能是对接收到的信号进行再生整型放大，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。

Hub并不记忆报文是由那个MAC地址发出以及哪个MAC地址在Hub的哪个端口

Hub的特点：1.共享带宽。2.半双工工作模式

CSMA/CD：

技术负责线路仲裁（即带冲突检测的载波监听多路访问技术)介质访问控制机制。凡是采取这样方式网络都可称为以太网。

工作原理：先听后说，边听边说；一旦冲突，立即停说；等待时机，然后再说。

网桥

网桥，是连接两个局域网的一种存储/转发设备，根据MAC地址表对数据帧进行转发,可隔离碰撞域。

进行划分不同【冲突域】网络之间的隔离设备称之为网桥，负责连接两个不同的冲突域网络，也是网络人员常说的桥接。

网桥将网络的多个网段在数据链路层连接起来，并对网络数据帧进行管理

网桥的优点：

• 过滤通信量，增大吞吐量
• 扩大了物理范围
• 提高了可靠性
• 可互连不同的物理层、不同MAC子层和不同速率的以太网

广播域及广播风暴

介绍什么是广播域?

当一个交换机连接多个终端设备，多个终端设备即处于一个相同的网段中，而一个相同的网段，即表示一个广播域

什么是广播风暴?

广播方式不会根据需要传输或接收消息，而是在一个网段中全部设备都要进行无条件接收，因此当广播信息大量产生时，会耗费网段机器的CPt资源，来接收广播信息，即所谓的广播风暴两个不同的广播域是不能进行通信的，因为所属在不同的两个网段中

路由器（网络层）

路由器，是连接因特网中各局域网、广域网的设备，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。

路由器知识中会涉及到很多路由协议。eg：【oSPF路由协议】，【RIP路由协议】，【BGP路由协议】，以及【静态路由(route)】。

路由器的使用地点：广域网、公网互联需要路由器，局域网出口需要路由器，链接不同网段需要路由器

路由器不转发私网地址。

路由器的实质是：隔离广播域，使两个广播域之间信息互通，也就是使两个不同的网段之间互相连通。

DIY大型企业路由器+三层交换机

Linux+zabra（路由）+squid（代理、行为管理）+tc/iptraf（流量控制）+iptables（攻击防御，NAT转发）

路由器作用特点：

1.路由协议的转发（路由选择），工作在网络层。

2.数据转发，路由表中到达目标最好的路径。

3.维护和检查路由信息（内部维护一个路由表）（相当于一个地图）。

4.路由器会作为企业上网的网关，一般会在网络出口的位置摆放一台路由器。

5.广域网链路支持

网络拓扑结构

星型拓扑：通过中心点传输，单一故障点

总线型拓扑：所有设备均可接收信号

环形拓扑：信号环绕传输，单一故障点

附一张自己笔记里的丑图：

总结：在网络结构中主要以总线型为主进行理解，网络设备之间通过仲裁机制进行线路仲裁（CSMA/CD技术），从而避免了通讯过程中的信号冲突；通过引入MAC机制，实现了网络设备之间的通讯；通过广播机制，实现了局域网中的主机与主机之间的快速识别，最终实现了网络中数据信号的稳定传输。