网络的基本功能是:通讯

网络通讯设备不断地迭代更新,主要代表有:HUB、SWITCH、ROUTER。

HUB:又名集线器。所有设备通过一条主线,连接到集线器,广播通讯。HUB存在问题:所有的设备处在一个冲突域,如果同时有两个及以上的设备发起通讯,会出现冲突。

  为了解决HUB的冲突问题,出现了载波监听技术(CSMD/CD):即在发送广播之前和广播之后各发送一个提示信号,通知其他设备;也可以发送信号探测通道是否空闲。引发了新问题:VLAN广播风暴。

SWITCH:又名交换机。依然使用广播域的概念,只是将大块VLAN分隔成许多各自独立的小段,尽量减少广播风暴。

ROUTER:又名路由。与个交换机相连,作用在不同的网关之间,实现寻址和路径选择。

  路由只关心IP中的网段地址,到达指定网关后,交由交换机广播。路由实质上是隔离广播域,实现两个广播域之间的互联。

通讯协议:为了通信而设计的约定或通话规则,最常见的有osi七层协议和TCP/IP协议。

OSI七层协议:上面三层:应用层、表示层、会话层,主要进行数据的加密和压缩处理。

      接下来,传输层建立长期连接通道,指定端口;网络层将数据进行打包(指定IP地址),路由并寻址;数据链路层通过MAC地址传送数据;物理层实现最后的数据传输。

TCP/IP协议簇:DoD参考模型,将通讯网络分为四层:应用层、传输层、网络层、数据链路层。建立TCP连接需要三次握手、断开TCP连接需要四次挥手。

      应用层数据包,对所要传输的数据进行加密和压缩。

      传输层TCP包头+数据包,其中TCP包头主要指定源端口和目标端口(使用SSH协议:源端口随机、目标端口22)。

          端口(虚拟端口)是用来标识不同通信协议的,指明主机和主机之间的对话方式。

      网络层IP包头+TCP包头+数据包,其中IP包头主要指定源IP和目标IP

          目标IP指明了具体的目标主机,即网络互联的目标主体。

      数据链路层二层包头+IP包头+TCP包头+数据包,其中二层包头指定源MAC地址和目标MAC地址,目标MAC地址是指实际信息传递过程中下一站路由器的MAC。

          路由器也有封装和解封装的功能,在传递过程中,路由器解封装后,根据路由表和目标IP的网段地址,重新指定目标MAC(选择下一站路由器)并传递,直至到达目标IP所在的网关。    

          如IP:192.168.0.1,其中192.168.0是网段地址,.1是主机地址。网关是路由器和交换机进行连接的设备,也有MAC。

          目标IP所在的网关,接收到数据后,进行解封装:

      数据链路层:判断MAC地址是否正确——》网络层:网段内广播,非目标IP主机将数据包丢弃,目标IP主机将数据留存——》传输层:根据指定的端口,对数据进行解析——》应用层:完成具体所需操作。