day22 网络基础1

01.网络学习概念介绍

①什么是网络技术：实现数据之间数据传递技术，网络技术
②学习网络重要性：每个技术人员都需要关注的一种能力
③网络的技术技能：路由交换 协议原理 简单操作

02.网络实现通讯条件

①必须具有传输介质
介绍说明：网线（电信号） 光纤（光信号） 无线（无线波段）
网线：传输距离是有限制 100M
光纤：单模光纤（一束光直线传输） 多模光纤（多束光折射传输）
②必须具有网卡设备
网卡：发送数据 将系统二进制信息转换成电信号进行传递--调制过程
网卡：接收数据 将电信号信息转换成二进制信息进行识别--解调过程
③必须具有速率协商（多台主机需要协商网络速率）
1字节=8bit 1bit=1/8字节
100 Mbps == 100M 每秒钟传输 100000000 bit
10000000000 1500字节 666666
1500字节*8=12000bit 10000000/12000=8333 666666/8333=800s

常见问题：购买一个100M网路线路，但是用迅雷下载软件的时候远远到达不了100M

100Mb 网络的数据单位 bit（位）1bit=1/8字节 100/8=12.5 ==》 12M
100MB 磁盘的数据单位 Byte（字节）1字节=8bit

03.网络路由交换知识介绍

①交换设备概念介绍：
概念说明：为了实现在一个区域中，实现多个主机通讯需求
如何传输数据：
a.发送的数据只有指定的目标主机可以接收
需要给每个主机接收数据网卡进行标识（地址），采用mac地址进行标注
MAC地址（物理地址），以16进制进行显示，并且地址全球唯一
b.如何发现网络中有指定目标主机
交换网路中需要借助广播实现通讯
交换网络实现通讯问题：广播风暴问题
当一个交换网络中，连接的主机过多时，就会造成主机接收的数据包过多，影响主机性能

②路由设备概念介绍：
概念说明：为了实现在不同区域中，主机通讯需求，以及隔离广播数据包
如何传输数据：
a.发送的数据只有指定的目标主机可以接收
需要给每个主机接收数据网卡进行标识(地址), 采用IP地址进行标注
IP地址逻辑地址, 以10进制进行显示, 并且地址不一定全球唯一 , 地址需要自行规划配置
IP地址组成=网络部分+主机部分

b.如何发现网络中有指定目标主机
路由（导航设备）通讯时，会借助路由表（地图）实现数据的合理转发过程
路由表： 网络信息 + 去往这个网段接口或地址信息

04.实现不同网络主机进行通讯方式

路由协议，可以实现不同网络通讯 == 在路由表中添加信息方法
直连路由协议：路由设备连接网络，所自动生成路由信息

静态路由：
网关概念：是实现访问外网必经之路，一般网关都配置在路由器设备内网接口上
网络通讯：网络通讯过程一定是有去有回的过程
路由特点：需要自己清楚数据包流向，手工添加配置路由条目信息，但是复杂网络配置难度过高

动态路由协议：RIP OSPF IS-IS BGP
路由特点：需要进行互相学习过程（路由收敛），来构建路由表信息；在互相学习时，主要学习的是直连路由信息
当网络结构发生变化时，需要有路由收敛过程，可能会影响网路通讯

静态默认路由
路由特点：当去往任意地点时, 下一条路径如果是一致的, 就可以将多个静态路由配置汇总为一条静
态默认配置
通常0.0.0.0表示去往任意目标地址网段信息

05.路由拓扑结构说明

概念介绍：网络设备之间连接通讯各种方式
拓扑规划：3个层次 核心层 汇聚层 接入层

核心层：
①和外网实现互联通讯 路由器或防火墙
②具有网络安全特性 进行数据流量控制
③具有路由控制功能 路由选路管理
④路由协议配置应用
⑤完成了地址映射过程 NAT地址映射
企业网络环境区域进行划分 outside inside DMZ（停火区域）

汇聚层：3层交换设备
①实现终端设备流量汇聚，实现访问外网
②实现虚拟局域网划分vlan
③实现流量控制管理 acl访问控制管理
④实现冗余配置说明 利用vrrp协议实现冗余
⑤实现地址自动分配

接入层：2层交换设备
①实现连接终端设备
②实现网络安全作用，mac地址绑定

06.网络层次模型

OSI层次模型概念：开放系统互连参考模型，是由ISO（国际标准组织）定义的。
OSI模型定义作用：规范不同系统的通讯标准，使不同的系统之间能够较容易进行互通互访
OSI层次模型组成：物理层 数据链路层 网络层 传输层 会话层 表示层 应用层

应用层：
为应用软件提供网络接口，使应用程序能够使用网络服务
常见应用层协议信息：http（80） ftp（20/21） smtp（25）

表示层：
提供数据解码和编码过程；数据加密和解密过程；数据的压缩和解压缩

会话层：
用于建立 维护 管理应用程序之间的会话

传输层：
负责建立端到端的连接，保证数据传输的可靠性
负责数据分段与重组，连接控制，流量控制，差错控制

网络层：IP协议
负责将分组数据从源端传输到目的端；提供了逻辑地址概念，可以实现路由选择/分组转发

链路层：
在不可靠的物理链路上，提供可靠的数据传输服务，保证把数据从一个节点传输到另一个节点（内部网络中）

物理层：
规范网络通讯物理设备特性 通讯特性（bit） 通讯速率（bitps） 通讯方式（单工 半双工 双工）

07.网络数据传递原理过程

发送时，数据封装过程

①应用层：产生数据信息
②传输层：在数据信息前面添加传输层头部信息（源端口信息， 目标端口）
端口 对应 服务
③网络层：在数据信息前面添加网络层头部信息（源IP地址信息 目标IP地址信息）
④链路层：在数据信息前面添加链路层头部信息（源MAC地址信息 目标MAC地址信息）
⑤物理层：将 以上产生数据信息转换为bit流进行发送
网卡：将bit流会转换为电信号/光信号/无线信号

接收时，数据解封过程

网卡: 将电信号/光信号/无线信号转为bit流信息
①物理层: 识别bit流信息, 转换成链路可以识别信息
②链路层: 拆解链路层头部信息获取目标mac地址信息
目标地址和自身主机地址匹配 继续解封装
目标地址和自身主机地址不匹配 将数据丢弃
③网络层: 拆解网络层头部信息获取目标IP地址信息
目标地址和自身主机地址匹配 继续解封装
目标地址和自身主机地址不匹配 将数据丢弃
④传输层: 拆解传输层头部信息获取目标端口信息
目标端口和自身主机已有端口是否匹配 继续解封装
目标端口和自身主机已有端口是否匹配 将数据丢弃
⑤应用层: 获取数据信息进行处理或响应

总结:

1. 在数据封装之后传输过程中, IP地址和端口信息是不变的, 但是mac地址信息会随着路由器转发发生改变
   MAC地址只在一个局域网内有效
2. 对于路由器交换机等设备都是属于数据转发设备, 对于路由器而言只关系数据包中目标地址网络信息
   确认是否和路由表信息匹配, 实现路由转发; 而不会关心数据包IP地址主机信息

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补充: linux系统网络命令介绍
1) netstat 命令 查看网络状态信息
netstat -ltunp 查看网络状态信息
-l --- 列表显示网络服务详细状态情况
-t --- 显示tcp协议网络状态信息
-u --- 显示udp协议网络状态信息
-n --- 以数字形式显示网络状态信息
-p --- 显示网络服务进程名称和进程id信息
面试01: 已知一个服务端口号码, 请问此服务名称是什么 进程号码是多少? netstat -lntup|grep 端口号
面试02: 已知一个服务名称信息, 请给出这个服务对应端口号码 netstat -lntup|grep 服务名=============================================================================

08.网络层次重要协议

详细协议介绍说明：http://www.colasoft.com.cn/download/network-protocol-map-2020.pdf
应用层：
HTTP 80：超文本传输协议，提供浏览网页服务
HTTPS 443：超文本传输协议，可以对传输的数据信息进行加密安装传输
SSH 22：服务远程管理协议，传输数据信息时加密
Telnet 23：服务远程管理协议，传输数据信息时明文
ftp 20/21：文件传输协议，提供互联网文件资源共享服务
nfs 111：网络文件系统共享服务
smtp 25：简单邮件传输协议，提供互联网电子邮件服务 Nginx 搭建邮件服务
pop3 110：邮件服务，提供互联网电子邮件服务 Nginx 搭建邮件服务
NTP 123：时间同步协议
DHCP 68：动态主机配置协议，实现让主机可以自动获取IP地址

传输层：

TCP协议：传输控制协议 面向连接网络协议
面向连接：传输数据之前，需要建立好连接，再进行通讯
特点：传输的数据可靠性高，数据传输率不高
应用场景：FTP 邮件服务 HTTP

UDP协议：用户报文协议 无连接网络协议
无连接：传输数据时，无需提前建立连接，可以直接传输数据
特点：传输数据可靠性低，数据传输效率高
应用场景：视频通讯 语音通讯 DNS解析

网络层：

IP协议：实现不同网络之间主机通讯 IPv4 IPv6
ICMP协议：互联网控制管理协议，用于测试使用

链路层：

ARP协议：地址解析协议，可以避免交换网络中产生大量的广播，提高交换网络通讯效率和安全性