网络学习笔记

两台网络之间通讯

• 要传输介质(网线 光纤 WiFi)
• 需要网卡硬件设备
  • 将二进制转化为高低电压(调制)
  • 将高低电压转化为二进制(解调)
  • 传输之前进行协商，以什么速率发送数据（单位bps[bit per second],磁盘存储的1Byte=8bit）

多台主机间通信

三张表的概念

• MAC地址表：在交换机中有一张记录着局域网主机MAC地址与交换机接口的对应关系的表，交换机就是根据这张表负责将数据帧传输到指定的主机上的。
• arp缓存表：，在每台主机中都有一张ARP表，它记录着主机的IP地址和MAC地址的对应关系。
• 路由表：路由器负责不同网络之间的通信，它是当今网络中的重要设备，可以说没有路由器就没有当今的互联网。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。
  • 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。
  • 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，就科举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

同一局域网内的主机通信过程

为了得到站点B的 MAC地址，站点A首先发一个ARP广播报文，请求站点B的MAC地址。该ARP请求报文进入交换机后，首先进行源MAC地址学习，芯片自动把站点A的MAC地址以及进入交换机的端口号等信息填入到芯片的MAC地址表中，然后在MAC地址表中进行目的地址查找。
　由于此时是一个广播报文，交换机则会把这个广播报文从进入交换机端口所属的VLAN中进行广播。B站点收到这个ARP请求报文之后，会立刻发送一个ARP回复报文，这个报文是一个单播报文，目的地址为站点A的MAC地址。
　　该包进入交换机后，同样，首先进行源MAC地址学习，然后进行目的地址查找，由于此时MAC地址表中已经存在了A站点MAC地址的匹配条目，所以交换机直接把此报文从相应的端口中转发出去。通过以上一次ARP过程，交换芯片就把站点A和B的信息保存在其MAC地址表中。
　　以后A、B之间进行通信或者同一网段的其它站点想要与A或B通信，交换机就知道该把报文从哪个端口送出。从以上过程可以看出，所有二层交换机转发都是由硬件完成的，无论是MAC地址表的学习过程还是目的地址查找确定输出端口过程都没有软件进行干预

不同局域网内的主机通信

利用路由器可以实现不同网络之间的通讯，隔离广播信息

• 路由器的ip一般为某个相同的局域网主机的网关地址，是局域网中主机访问外网的一条必经之道
• 要实现网络正常通讯，通讯的过程一般是相互的(有去又回)
• 路由分类
  • 静态路由：手工配置
  • 动态路由：相互告知（1.路由协议：rip osf is-is bgp，2.利用network进行宣告）---缺点：需要相互学习，收敛速度慢

网络架构层次

• 核心层：路由器
  • 用于连接外部网络
  • 冗余技术
• 汇聚层：交换机（三层交换机）
  • 对传输数据进行汇聚整理
  • 安全策略控制
  • 冗余技术
• 接入层：交换机（集线器）二层交换机
  • 实现终端设备接入

osi七层模型

层次	作用	常用协议
应用层	为应用软件提供接口，使应用能够使用网络服务	http,ftp,smtp,pop3,telnet,dns
表示层	数据的解码编码，加密解密，压缩解压缩
会话层	建立、维护、管理应用程序之间的会话
传输层	负责建立断到端的连接，保证报文在端到端的传输	TCP UDP
网络层	为网络设备提供逻辑地址，进行路由选择、分组转发	路由器
数据链路层	组帧、物理编址、流量控制、差错控制、接入控制	IEEE802.3
物理层	定义接口和媒体的物理特性；定义比特的表示，数据传输速率，信号的传输模式（单工、半双工、全双工），定义网络物理拓扑	网线等