计算机网络知识点（一）

1、OSI7层网络模型：应用层、表示层、会话层、运输层、网络层、链路层、物理层

2、TCP/IP四层网络模型：应用层、运输层、网际层、接口层

综合OSI与TCP/IP模型，学习五层网络模型：

从上向下架构：应用层、运输层、网络层、链路层、物理层

链路层： 用于俩个设备（同一种数据链路节点）之间进行传递

3、MTU

认识MTU：

• MTU，最大传输单元，相当于发快递时对包裹尺寸的限制，是由物理层产生的限制，通常与通信接口有关（网卡接口卡）
• 以太网帧中数据最小长度时４６，ARP数据报的长度不够４６字节，要在后面补填充为
• 以太网帧中的数据最大时１５００，称为以太网的最大传输单元（MTU），不同的网络类型有不同的MTU
• 如果以太网中传输的数据包长度大于MTU，则要对其进行分片

4、MAC地址

网络中每台设备都有一个唯一的网络标识，这个地址叫MAC地址或网卡地址，由网络设备制造商生产时写在硬件内部。MAC地址则是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

网络层：

5、地址解析协议

网络层的ARP协议完成IP地址与物理地址的映射。首先，每台主机都会在自己的ARP缓冲区中建立一个ARP缓存表，以表示IP地址和MAC地址的对应关系。当源主机需要将一个数据包发送到目的主机时，会首先检查自己ARP缓存表中是否存在该IP地址对应的MAC地址：如果有，就直接将数据包发送到这个MAC地址；如果没有，就向本地网段发起一个ARP请求的广播包，查询此目的主机对应的MAC地址。此ARP请求数据包里包括源主机的IP地址、硬件地址、以及目的主机的IP地址。网络中所有的主机收到这个ARP请求后，会检查数据包中的目的IP是否和自己的IP地址一致。如果不相同就忽略此数据包；如果相同，该主机首先将发送端的MAC地址和IP地址添加到自己的ARP列表中，如果ARP表中已经存在该IP的信息，则将其覆盖，然后给源主机发送一个ARP响应数据包，告诉对方自己是它需要查找的MAC地址；源主机收到这个ARP响应数据包后，将得到的目的主机的IP地址和MAC地址添加到自己的ARP列表中，并利用此信息开始数据的传输。如果源主机一直没有收到ARP响应数据包，表示ARP查询失败

6、为啥有IP地址还需要MAC地址？同理，为啥有了MAC地址还需要IP地址？

1. 有了MAC地址为什么还需要IP地址？

由于全世界存在着各式各样的网络，它们使用不同的硬件地址。要是这些异构网络能够互相通信就必须进行非常复杂的硬件地址转换工作，因此由用户或用户主机来完成这项工作几乎是不可能的事。但统一的IP地址把这个复杂问题解决了。连接到因特网的主机只需拥有统一的IP地址，它们之间的通信就像连接在同一个网络（虚拟互连网络或者简称IP网）上那么简单方便，因为调用ARP的复杂过程都是由计算机软件自动进行的，对用户来说是看不见这种调用过程的。

2. 有了IP地址为什么还需要MAC地址？

a.信息传递时候，需要知道的其实是两个地址：终点地址、下一跳的地址。IP地址本质上是终点地址，它在跳过路由器的时候不会改变，而MAC地址则是下一跳的地址，每跳过一次路由器都会改变。这就是为什么还要用MAC地址的原因之一，它起到了记录下一跳的信息的作用。
b.网络体系结构的分层模型：用MAC地址和IP地址两个地址，用于分别表示物理地址和逻辑地址是有好处的。这样分层可以使网络层与数据链路层的协议更灵活地替换。
c.历史原因：早期的以太网只有集线器，没有交换机，所以发出去的包能被以太网内的所有机器监听到，因此要附带上MAC地址，每个机器只需要接受与自己MAC地址相匹配的包。

7、网络层转发数据报的流程

路由器负责不同网络之间的通信。在路由器中也有一张表，这张表叫路由表，记录着到不同网段的信息。路由表中的信息分为直连路由和非直连路由。

1. 直连路由：是直接连接在路由器接口的网段，由路由器自动生成。
2. 非直连路由：就是不是直接连接在路由器接口上的网段，此记录需要手动添加或者是使用动态路由。

　　路由表中记录的条目有的需要手动添加(称为静态路由)，有的测试动态获取的(称为动态路由)。直连路由属于静态路由。

　　路由工作原理：路由器是工作在网络层的，在网络层可以识别逻辑地址。当路由器的某个接口收到一个包时，路由器会读取包中相应的目标的逻辑地址的网络部分，然后在路由表中进行查找。如果在路由表中找到目标地址的路由条目，则把包转发到路由器的相应接口，如果在路由表中没有找到目标地址的路由条目，那么，如果路由配置默认路由，就按照默认路由的配置转发到路由器的相应接口；如果没有配置默认路由，则将该包丢弃，并返回不可到达的信息。这就是数据路由的过程。

8、子网划分、子网掩码

1. 子网掩码是一个应用于TCP/IP网络的32位二进制值，每节8位，必须结合IP地址对应使用。 （常见的 255.255.255.0 等）

2. 子网掩码32位都与IP地址32位对应，如果某位是网络地址，则子网掩码为1，否则为0。 (11111111.11111111.11111111.0)

3. 子网掩码可以通过与IP地址 “与”计算，分离出IP地址中的网络地址和主机地址，用于判断该IP地址是在局域网上，还是在广域网上。

4. 子网掩码一般用于将网络进一步划分为若干子网，以避免主机过多而拥堵或过少而IP浪费。

 

子网掩码可以分离出IP地址中的网络地址和主机地址，那为什么要分离呢？

因为两台计算机要通讯，首先要判断是否处于同一个广播域内，即网络地址是否相同。如果网络地址相同，表明接受方在本网络上，那么可以把数据包直接发送到目标主机，否则就需要路由网关将数据包转发送到目的地。

比如说我们本机ip与子网掩码计算出一个网络地址为 x.x.x.x

另一个ip地址与子网掩码计算出一个网络地址为 y.y.y.y

如果 x.x.x.x 与 y.y.y.y 相等，那么这两个主机可以ping通

9、网络控制报文协议ICMP

ICMP允许主机或路由器报告差错情况和提供异常情况的报告。

ICMP报文装在IP数据报中。

ICMP作为IP数据报的数据部分，加上数据报的首部组成IP数据报发出去。

 

ICMP消息类型：

错误消息

询问消息

 

10、ICMP应用举例：PING、traceroute

ICMP两种应用：

Ping

Tracert

Ping
ping也属于一个通信协议，是TCP/IP协议的一部分。利用“ping”命令可以检查网络是否连通，可以很好地帮助我们分析和判定网络故障。应用格式：ping空格IP地址。

Tracert
Tracert（跟踪路由）是路由跟踪实用程序，用于确定 IP数据包访问目标所采取的路径。Tracert 命令使用用 IP 生存时间 (TTL) 字段和 ICMP 错误消息来确定从一个主机到网络上其他主机的路由。