网络基础知识

1、网络设备

1、常见的网络设备
1、集线器(HUB)
共享带宽的设备，采用广播的形式来传输信息，可以实现多台电脑同时使用一个进线接口来上网或组成局域网 。HUB不管有多少端口，所有端口都共享一条带宽，同一时刻只能有两个端口传送数据，其它端口只能等待，传输效率低；如果是8口的HUB，那么每个端口得到的带宽就只有1/8的总带宽。

2、交换机
交换机的每一个端口所连接的网络都是独立的，也就是独享带宽；
并且能够进行MAC地址学习（源端和目标端的MAC地址），维护一张MAC地址表；
隔离冲突域。因为每个端口都有一条独占的带宽，当两个端口工作时不影响其它端口的工作。

3、路由器
一个作用是连接不同的网络，另一个作用是选择信息传送的线路（选路）。选择通畅快捷的近路，能大大提高通信速度，减轻网络系统通信负荷，节约网络系统资源，提高网络系统畅通率。

1、单从组建局域网来说，交换机的速度最快，其次是路由器，最后是HUB。而价格是路由器最贵，然后是交换机和HUB。
2、集线器和交换机的作用可以简单的理解为将一些机器连接起来组成一个局域网；但是两者在性能上有区别：集线器采用的是共享带宽的工作方式，而交换机是独享带宽。
3、路由器的作用在于连接不同的网络并且找到网络中数据传输最合适的路径。
4、交换机与路由器的区别在于：
交换机属于OSI第二层即数据链路层设备。它根据MAC地址寻址。
路由器属于OSI第三层即网络层设备，它根据IP地址进行寻址，通过路由表路由协议产生。
2、常见的网络连接介质
1、双绞线：双绞线俗称网线，每条双绞线通过两端安装的RJ-45连接器（俗称水晶头）将各种网络设备连接起来。 多用于主机到集线器或交换机的连接。
双绞线中两种标准：
568A标准：绿白-1，绿-2，橙白-3，蓝-4，蓝白-5，橙-6，棕白-7，棕-8
568B标准：橙白-1，橙-2，绿白-3，蓝-4，蓝白-5，绿-6，棕白-7，棕-8
直通线：双绞线两边是一样标准，如568B-568B（常用）
交叉线：双绞线两边标准不一样，如568A-568B
网络设备连接：
直通线：交换机到路由器、计算机到交换机、计算机到集线器等不同设备互联。
交叉线：交换机到交换机、交换机到集线器、集线器到集线器、路由器到路由器、计算机到计算机、
计算机到路由器等相同设备互联。
2、光纤：与其它传输介质比较，光纤的电磁绝缘性能好、信号衰小、频带宽、传输速度快、传输距离大。主要用于要求传输距离较长、布线条件特殊的主干网连接。具有不受外界电磁场的影响，无限制的带宽等特点，可以实现每秒万兆位的数据传送，尺寸小、重量轻，数据可传送几百千米，价格昂贵。

2、IP地址基础知识

1、IP和MAC地址简介
1、以太网上的两台计算机之所以能够交换信息就是因为每个设备都有一块网卡，并且每块网卡拥有唯一的物理地址（称为MAC地址）和唯一的逻辑地址（称为IP地址）。
2、MAC地址是由生产厂商烧录好的，一般不能改动，并且全球唯一；IP地址需要绑定在网卡上，并且同一个IP地址不能绑定在多个网卡上。
3、MAC地址和IP地址结构长度不一样。MAC地址是48位的十六进制数，IPv4地址是32位的二进制数，IPv6地址是128位，通常写成8组，每组为四个十六进制数的形式。
IPv4地址使用"点分十进制"法表示；IPv6地址使用"冒分十六进制"法表示
IPv4地址：192.168.1.1 十进制数
IPv6地址：FE80:0000:0000:0000:AAAA:0000:00C2:0002
MAC地址：00-E1-8C-D8-EC-FE 十六进制
4、MAC地址和IP地址在OSI模型中寻址层不同
IP地址应用于OSI第三层，即网络层
MAC地址应用在OSI第二层，即数据链路层
5、MAC地址和IP地址分配方式不一样
MAC地址分为前24位(称为组织唯一标志符,由注册管理机构给厂商分配)和后24位(称为扩展标识符，由厂家自己分配)
IP地址是由网络拓扑结构决定分配
2、IP地址介绍

3、网络通信

1、OSI七层模型（OSI：开放系统互连参考模型）


1、应用层
应用层是计算机用户及各种应用程序和网络之间的接口，其功能是直接向用户提供服务。
应用层为用户提供的服务和协议：文件传输服务（FTP）、远程登录服务（ssh）、网络管理服务等。
2、表示层
表示层是对来自应用层的命令和数据进行解释翻译，并按照一定的格式传送给会话层。其功能是处理用户信息的表示问题，如数据编码、数据格式转换和加密解密等。
数据的编码：处理字符集和数字的转换。
数据格式处理：协商和建立数据交换的格式，解决各应用程序之间在数据格式表示上的差异。
数据的加密和解密：可以提高网络的安全性。
压缩和解压缩：为了减少数据的传输量，这一层还负责数据的压缩与解压缩。
3、会话层
会话层是用户应用程序和网络之间的接口，其功能是组织两个会话进程之间的通信，并对数据交换进行管理。当建立会话时，用户必须提供他们想要连接的远程地址。
4、传输层
OSI上3层：应用层、表示层、会话层的主要任务是数据处理——资源子网
OSI下3层：网络层、数据链路层、物理层的主要任务是数据通讯——通讯子网
传输层是OSI模型的第4层，它是通信子网和资源子网的接口和桥梁，其功能是向用户提供可靠的端到端的差错控制和流量控制，保证报文的正确传输。报文(message)是网络中交换与传输的数据单元。报文段是组成报文的每个分组，将运输层分组称为报文段(segment)。数据单元是网络信息传输的基本单位。一般网络连接不允许传送任意大小的数据包，而是采用分组技术将一个数据分成若干个很小的数据包，并给每个小数据包加上一些关于此数据包的属性信息。
5、网络层
数据链路层的数据在网络层被转换为数据包（数据包(Packet)是TCP/IP协议通信传输中的数据单位） ，然后通过路径选择、分段组合、顺序、进/出路由等控制，将信息从一个网络设备传送到另一个网络设备。数据链路层是解决同一子网(局域网)内节点之间的通信，而网络层是解决不同子网间的通信。
6、数据链路层
在计算机网络中由于各种干扰的存在，物理链路是不可靠的。在物理层提供的比特（位）流的基础上，通过差错控制、流量控制方法，使有差错的物理线路变为无差错的数据链路，即向网络层提供可靠的通过物理介质传输数据的方法。
具体工作是：接收来自物理层的位流（比特流）形式的数据，通过差错控制等方法传到网络层；同时也将来自上层的数据，封装成数据帧转发到物理层；并且还负责处理接收端发回的确认帧的信息，以便提供可靠的数据传输。（帧(frame)是数据链路层的传输单元，它将上层传入的数据添加一个头部和尾部，组成了数据帧。）
7、物理层
利用传输介质为数据链路层提供物理连接，实现比特流的透明传输。尽可能屏蔽掉具体传输介质和物理设备的差异。
总结：
会话层、表示层和应用层：处理用户与应用程序之间的数据，这三层是数据，应用层数据到表示层翻译数据到会话层怎么控制数据。
传输层（第4层）：传输层最关键，介于资源子网和通讯子网之间，保证数据可靠的端到端传输。
物理层、数据链路层、网络层：主要提供数据传输和交换功能，即节点到节点之间通信。物理层选择通过网线还是光纤传输，数据链路层接收来自物理层不可靠的数据变成可靠数据往上传到网络层，网络层选择一条合适路径传输到哪个网络。
交换机连接同一子网，路由器连接不同子网。交换机属于OSI第二层即数据链路层设备，它根据MAC地址寻址。路由器属于OSI第三层即网络层设备，它根据IP地址进行寻址。

TCP/IP协议四层模型
TCP/IP协议簇是一组不同层次上的多个协议的组合，该协议采用了4层的层级结构，每一层都呼叫它的下一层所提供的协议来完成自己的需求，与OSI的七层模型相对应。它包含了一系列构成互联网基础的网络协议，是Internet的核心协议。


1、链路层（OSI的物理层和数据链路层）
ARP（地址解析协议IP-MAC）和RARP（逆地址解析协议MAC-IP）是某些网络接口（如以太网）使用的特殊协议，用来转换IP层和网络接口层使用的地址。
2、网络层