计算机网络详解（基础篇）1-3章（韩立刚老师）

1. lnternet发展

  1. 网络：让部分电脑实现短距通信（较小范围：如实验室）
  2. 互联网：路由器连接多个网络形成互联网，实现远距通信。（任意部门或单位或个体都可接入）通讯介质可以是光纤或无线信号。
  3. 中国ISP：（主要移动服务提供商（ISP）：联通，电信，移动）在全国范围部署网络线路，在主要城市建设机房（本地区的企业可以将服务器托管），给城市和农村的网民提供internet接入 ADSL拨号上网。
  4. 运营商的内网直接连接效率较高，运营商和运营商之间的连接效率会降低（降低带宽）。
  5. 网络的带宽指的是你连接到本地ISP的带宽。
  6. 多层级的ISP（一二三级）：本地，公司，大公司。（根据服务范围选择ISP的层级）

2. 拓展知识：双线机房

同时连接两个运营商。（令同一个网站面对不同运营商的用户时的访问速度较为一致）实现电信用户访问电信线路，网通用户访问网通线路（不用转换运营商线路），这样实现电信网通均可以快速访问 。

3.拓展知识：局域网和广域网

局域网：内网（覆盖范围小）需要自己购买设备(交换机等设备)进行组网。
广域网：（覆盖范围大）需要租用ISP链路。

4. internet接入技术

  1. 电话线 ASDL (非对称数字线路):早期的,成本较低
  2. 有线电视(同轴电缆)
  3. 光纤 (光纤入户):集中于网民较多的小区
  4. 3/4/5G:通过ISP建设的基站进行无线通信
    补充:按硬件分类:PC和服务器; 按软件分类:服务器和客户机

5. 服务器和客户机

  1. 按硬件分类：PC 和 服务器
  2. 按软件分类： 服务器 和 客户机

6. 总线型以太网

  1. MAC：每台机器有独立的MAC地址
  2. 每个计算机发送数据的机会均等（多路访问）
  3. 发送前要检测链路是否有正在传递的信号（载波侦听）
  4. 开始发送了也要检测是否在链路上发生冲突（冲突检测）
  5. 带冲突检测的载波侦听多路访问技术（CSMA/CD协议）
  6. 使用CSMA/CD就是以太网 就是局域网，严格来说，不使用就不是。
  7. a与b的通信内容可以被同一局域网的其他设备获取

7. 集线器组建的以太网—星型

  1. 集线器（Hub）
  2. 平分带宽
  3. 不安全（a与b的通信内容可以被同一局域网的其他设备获取）
  4. 冲突域
  5. MAC地址
  6. 使用CSMA/CD协议

8. 扩展以太网

  1. 数量上扩展：（个人—集线器—集线器——...）
  2. 距离上扩展：利用光纤连接多个集线器（光电转换）
  3. 网桥优化以太网：(1)基于MAC地址转发帧（数据），工作在数据链路层。 (2) 一个接口一个冲突域。冲突域增加，冲突减少。 (3) 实现帧的存储转发，增加了时延（需要经过网桥进行选择是否传递）。 (4)不同接口可以是不同的带宽。

9. MAC地址表的构建过程

  1. a传给b数据时，网桥会学习其MAC和所处端口，同时在地址表中搜寻目标b的MAC地址和所在端口，若地址表中没有b的地址，则向除了传入端口外的端口广播该数据帧，从而让B获得该数据帧。（端口地址是相对网桥的）实际当网卡驱动加载的时候，网桥便学习到了该机器的MAC地址。
  2. 地址表是临时的，长时间空闲便会删除。

10. 交换机组网

  1. 交换机有两个队列：发送队列和接收队列（先来的先发，后来的存储了再发，避免冲突）
  2. 端口带宽独享
  3. 比集线器安全（只给对应的地址发送数据帧）
  4. 全双工模式不再使用CSMA/CD协议：无冲突（单工通信：电视台、广播电台。半双工通信（集线器）：不能同时收发（冲突域）。全双工通信（因为有两个队列）：可以同时收发）
  5. 交换机的帧格式和CSMA/CD是一样的，可以笼统地说交换机组网和以太网是一样的，严格来说并不是一样的。
  6. 接口可以工作在不同速率
  7. 广播帧会转发到全部端口（可能会导致网络堵塞）

11. 冲突域和广播域

  1. 交换机连接起来的所有设备叫广播域（路由器隔绝广播域）
  2. 半双工设备或集线器设备的区域叫冲突域

12. TCP/IP协议（计算机的通信）

由FTP、SMTP、TCP、UDP、IP等协议构成的协议簇

  1. 每一个网络和每一台主机都有唯一的IP地址
  2. 大文件不当作整体发送，并且每发送一个数据，确认一次，若未确认，发送方会将同一文件重新发送（避免线路占用，避免因网络原因而导致内容缺失）TCP
  3. 可靠传输：1. 分段 2.编号 3.按顺序发 4.自动重发
  4. 文件加上IP地址（发送方和接收方）叫做数据包
  5. 数据包再加上MAC地址，叫做数据帧（不同的链路有不同的链路层协议，有着不同的帧格式）
  6. PPP格式（点对点传输）需要封装成不同（相对以太网）的帧格式（加一个FF）
  7. 由于中间的多个网桥，计算机无法知道接收方的MAC地址，但是可以知道IP地址。
  8. IP地址可以决定文件从哪台机器传输到哪台机器；MAC地址可以决定数据包在传输过程中的转发路径
  9. **计算机通信的过程：0. 应用程序发送文件 接收文件 1. 分段进行可靠传输 。2.网络中的路由器为数据包选择转发路径 。3. 决定数据包在数据链路如何转发 不同的链路有不同的协议 不同的协议有不同的帧格式。（分层：TCP/IP协议（四层））
  10. **要把传输的数据变成各种信号 光信号 电信号 （数字信号 模拟信号） 无线电波

13. 协议

  1. 目的：避免纠纷（双方或多方对协议中的条款达成一致）

1. 应用层协议（双方协议：服务端程序 接收端程序）

  1. 计算机通信实质上是计算机应用程序之间的通信
  2. 服务端程序 客户端程序 需要协议·

举例：网络计算协议v1
计算服务（甲方） 计算器（乙方）
计算器向计算服务发送操作
只能计算加减乘除（协议限制）
服务器向客户端返回计算结果
若除数为零返回错误代码300

  1. 私有的应用层协议
  2. 国家标准化组织定义的开放式应用层协议
  3. 开放式应用层协议的作用：不同的厂家开发的服务端程序和客户端程序能够相互通信，相互兼容（访问网站HTTP 发送电子邮件SMTP 接收电子邮件POP3 域名解析DNS 文件传输FTP……）
  4. 国际标准化组织将互联网上常见的应用通信使用的协议进行标准化，使得不同软件公司开发的服务端程序和客户端程序能偶相互通信。
  5. 规范程序编写方式。

2. 传输层协议（双方协议： 发送端 接收端）

使得网络不同的操作系统能够实现可靠传输

  1. 实现可靠传输（1. 分段 2.编号 3.按顺序发 4.自动重发）
  2. 对通讯双方起效，与中间链路无关。
  3. 传输层协议就是传输层首部
  • TCP UDP

3. 网络层协议（多方协议：发送端 接收端 网路中的路由器）

  1. 网络层首部（备注如何选择路径）
  2. 让数据包能从发送端到接收端
  3. 使得网络中不同的操作系统以及不同厂家的路由器能够转发数据包
  • IP ARP ICMP IGMP

4. 数据链路层协议（同一链路中设备必须遵守）

  • 使得同一个链路上的设备能够互相通信
  • 以太网中的不同厂家的网卡都能识别以太网帧
  • 为网络层协议提供服务

5. 物理层协议

  1. 物理接口标准
  2. 编码方式（数字信号 模拟信号 光信号）
  3. 带宽（10M 100M 1000M）

TCP/IP协议栈

新建 BMP 图像.bmp （箭头表示谁给谁服务）靠下的内容为靠上的内容服务 ### TDP和UDP协议的应用场景 * **TDP**（传输控制协议） 使用场景：应用程序发送的文件大 需要分成多个数据包传输 1. 解决的问题：文件大（200M）丢包 网络有可能拥塞 接收端要求降低发送速度 2. 解决方式：拆分发送 编号 避免网络拥塞导致丢包啥的（确认） 流量控制 需要建立连接（接收缓存 最大数据包多少个字节） * **UDP**（用户报文协议） 使用场景：应用程序发送的数据小 一个数据包就能够完成发送 1. 域名解析 2. QQ聊天（传文件用TCP协议） 3. 实时通信 4. 广播通信（机房软件） * 小结：TDP传输效率较低，但可以传输大型文件；UDP传输效率较高，但是传输不安全，容易数据缺损；实际应用时，两种协议相辅相成。 _________________ ### 预备知识（进制转换） 1. 二（八，十六）进制转换成十进制（几进制即逢几进几） 2. 十进制转换成二进制： 辗转相除法 3. 八进制转换成二进制：八进制一位代表三位二进制 4. 十六进制转成二进制：十六进制一位代表四位二进制 5. 图片.png _________________________________ ## 14. IP地址和子网划分 ______________ ________________ ### 0. MAC地址和IP地址： * IP地址处理谁和谁交换数据 * MAC地址处理数据怎么传递 _______________ ### 1. IP地址的组成 1. 32位的二进制 （32比特，4个字节） 2. 一部分是网络标识、一部分是主机标识 * 计算机在和其他计算机通信之前，首先要判断目标IP地址和自己的IP地址是否在一个网段，这决定了数据链层的目标MAC地址是目标计算机的还是路由器接口的MAC地址。 ___________ ### 2. 子网掩码 * 指明哪些是主机标识（为0的部分）（IP地址） * IP地址和子网掩码做与运算 主机位归0 就得到计算机说在的网段 * 同一个网段中的计算机子网掩码相同 _____________ ### 3. IP地址分类 * **判断地址看第一个IP码 * **A类地址：255（1-126 IP码 下同）.0.0.0（一般用于大型网络）255 * 255 * 255-2 * **B类地址：255（128-191）.255.0.0（一般用于中等规模网络）**255 * 255-2个 * **C类地址：255（192-223）.255.255.0（一般用于小型网络**）254个机位 * D类地址：第一个地址（224-239）是多播地址。该类IP地址的最前面为“1110”，所以地址的网络号取值于224~239之间。一般用于多路广播用户 * E类地址：保留地址。该类IP地址的最前面为“1111”，所以地址的网络号取值于240~255之间。 * 图片.png * 主机ID全 0的地址：特制某个网段 * 主机ID全为1的地址（广播网段）：特指该网段的全部主机。若你的计算机发送的数据包使用主机ID全为1的IP地址，数据链层用广播地址FF-FF-FF-FF-FF-FF * 本地环回地址：不需要本地连接（127.0.0.1）一般用来测试使用 * 自动私有地址：169.254.0.0-169.254.255.255 * **特殊** ： 0.0.0.0 和他人的IP地址冲突时候产生 ___________________ ### 4. 子网划分 1. 地址浪费 ：地址太多，计算机太少（多见于低级地址略不够）所以A B C这样的划分方式不怎么用 2. 子网划分：借用现有网段的主机位做子网位，划分出多个子网 - 等长子网划分：将一个网段分成多个网段，也就是等分成多个子网： 1. 确定子网掩码的长度 2. 确定子网中第一个可用的IP地址和最后一个可用的IP地址 规律： 1. C类：如果一个子网是原来网络的一半，子网掩码后移一位，若一个子网是原来网络四分之一，子网掩码后移 2 位（一个子网占据一个地址） 2. B.A类：在C类的基础上多了一个进位例如两个子网：子网1：XXX.XXX.0.1-XXX.XXX.127.254 子网2：XXX.XXX.128.1-XXX.XXX.255.254 - 变长子网划分：基本和等长类似，只是每个部分子网掩码长度不同 3. 等长和变长子网掩码划分打破了IP地址类的划分。 4. 子网地址范围不可重叠 5. 子网掩码的二进制写法：8 * 4（32位） 6. CIDR值（一个/ 右边跟着的是网络地址的长度（从左往右）） ______________ ### 5.超网合并网段 1. 合并网段 ：网络部分一样才能合并 规律 C类：子网掩码左移一位，能合并两个连续的网段，但不是所有的网段都能合并（192.168.1.0和192.168.2.0就不行）关键是看网络部分是否相同（32位IP地址）只要第一个网络号能被合并数（合并几个网）整除（一旦被整除，说明该8位，的后都是0。除以2的几次方就是有几个0），就能左移一位合并 2.![图片.png](https://pic6.58cdn.com.cn/nowater/webim/big/n_v2738965b994d442fba53124e568a4f535.png) 判断是什么类别的地址，不是看子网掩码，而是看第一个IP码（**A: 1-126 自动私有地址：169.254.0.0-169.254.255.255 B: 128-191 C: 192-223 D: 224-239 E: 240-255**） 3.
posted @ 2022-11-29 20:54  jxy3885  阅读(462)  评论(0)    收藏  举报