网络的冰山一角

    这周我们学习了网络管理,每一天进度特别快,上课认真听了,但是感觉也只能听懂一半。所以我决定把网络管理作为这周博客写一写,这样相当于又复习了一边,能加深印象。

一、用户应用程序对网络的影响

    1、批处理应用程序:无需直接人工交互,宽带很重要,但是并非关键性因素。

    2、交互式应用程序:人机交互,因为用户需要等待相应,所以相应时间很重要,但是并非关键性因素,除非要等很长时间。

    3、实时应用程序:人与人的交互,端到端的延时很重要。

二、OSI模型的七层结构

    1、物理层(physical) (利用物理传输介质为数据链路层提供物理连接。如:集线器,网线,光纤,同轴电缆)二进制传输。

    2、数据链路层(data link)(将数据分帧,并处理流控制,屏蔽物理层,为网络层提供一个数据链路的连接,进行几乎无差错数据传输。如:网卡,网桥,二层交换机)  每个路由器隔开两个链接路,物理(MAC)地址。

    3、网络层(network) (负责路由转发和控制网络拥塞。如:路由器,三层交换机) 网络地址。

    4、传输层(transport) (负责将上层数据分段并提供端到端的、可靠或者不可靠的数据的传输) 确保数据的可靠性,建立和维护和终止虚拟电路,通过错误检测和修复,信息流控制来保障可靠性。

    5、会话层(session) (负责两个节点之间的连接和断开,管理主机之间的会话进程) 建立、管理和终止在应用程序之间的会话。

    6、表示层(presention) (负责加密和解密) 保证数据的安全性。

    7、应用层(application) (用于进程间通信) 用户打交道的界面。

    注释:他们都是下层为上层提供服务。发送一个数据就是发送方先从第7层一层一层包装,然后接收方再从第1层一层一层解封,最后接受源数据。

三、三种通讯模式

    1、单工:单项传输,(比如收音机)

    2、半双工:轮流双向传递,(比如对讲机)

    3、全双工:同时双向传递,(比如视频通话)

    单播:(unicast)  指向一个目标,不代表别人收不到(可以由路由器传递)

    组播:(multicast) 目标是一定范围内的一些主机(路由器不可以传递)

    广播:(broadcast) 目标是一定范围内的所有主机,提高通讯效率(需要的时候才用)(路由器不可以传递)

四、网线线序

    我们平时的网线水晶头是RJ45

    线的顺序是 橙白、橙、绿白、蓝、蓝白、绿、棕白、棕

    100M的网线实际用到的是(橙白、橙、绿白、绿)橙白/橙是发送数据,绿白/绿是接收数据的

    1000M的网线是八根线都用得到

    当我们连接到两个想用的设备时候就是把橙白/橙换成接收数据,把绿白/绿换成发送数据的就行

五、MAC地址(物理地址)

    前22bit是组织唯一标号(IEEE分配的),后22bit是厂家自己定义的。每个电脑的MAC地址是唯一的,除非人工更改。

六、集线器、以太网桥、交换机、路由器

    Hub集线器:多端口中继器,性能差,不安全(现在基本不用)

    特点是半双工,共享宽带

    以太网桥:记录MAC地址,达到分割网络冲突域,使网络冲突域被限制在最小的范围内,但是不可以隔断广播(路由器可以隔断广播)————-工作在数据链路层(记录每个经过网桥的MAC地址,以后再经过就能直接找到位置了,只记录源MAC地址)

    交换机:可以把冲突域减少到最小,而且比较安全。

    路由器:——-工作在网络层

    功能:   1、分割广播域

                2、选择路由表中到达目标最好的路径

                3、维护和检查路由信息

                4、连接广域网

                5、记录逻辑地址到路由表中

    VLAN:虚拟局域网(经常用)

    功能:   1、隔断广播域

                2、安全

                3、灵活管理

    Hub和交换机比较:

    (1)集线器属于OSI的第一层物理层设备,而网桥属于OSI的第二层数据链路层设备

    (2)从工作方式看,集线器是一种广播模式,所有端口在一个冲突域里面。网桥的可以通过端口隔离冲突

    (3)Hub是所有共享总线和共享带宽。网桥每个端口占一个带宽。

七、分层的网络构架

    1、核心层(Core Layer):企业级应用快速转发——–性能强

    2、分布层(Distribution Layer):广播域,路由,安全,远程接入,访问层汇聚———-性能一般

    3、访问层(Access Layer):终端接入(个人电脑,WiFi,手机)————性能差

八、TCP/IP协议

    相对于OSI模型的分层,只是应用层=OSI模型的应用层、表示层、会话层

    可靠性VS高效性

    网络的冰山一角

TCP特性:

    1、工作在传输层面向连接协议

    2、全双工协议

    3、半关闭

    4、错误检查

    5、将数据打包成段,排序

    6、确认机制

    7、数据恢复,重传

    8、流量控制,滑动窗口

    9、拥塞控制,慢启动和拥塞避免算法

TCP的包头

    端口一共有0-65535(2^16-1)

                    0-1023:管理员才能运行

                    1024-49151:普通用户才能运行

                    49152-65535:客户端程序使用默认范围

    序号:tcp传输大文件时候,会把文件切割成包,每个包都有序号0-42亿(2^32-1)

    seq=序号

    确认号:tcp之所以可靠就是因为有确认号   ack表示确认号,ack=序号+1

    数据偏移:表示TCP报文段的首部长度,共4位,由于TCP首部包含一 个长度可变的选项部分,需要指定这个TCP报文段到底有多长。

    URG:紧急数据文件,URG=1有效

    ACK:表示前面的确认号字段是否有效。ACK=1,表示有效。TCP规定,连接建立后,ACK必须为1。    与小写ack不一样。

    PSH:接收端应用程序应该立即从TCP接收缓冲区读走数据。PSH=1才能应该立即把数据提交给上层应用

    RST:如果RST=1,则说明与主机的连接出现了严重的错误必须释放连接,然后重新连接。

    SYN:请求位,同步序号,当SYN=1,ACK=0的时候这是请求连接。如果SYN=1,ACK=1表示对方已经同意连接了

    FIN:分手位。当FIN=1,说明数据已经发送完毕,可以释放连接了。

    窗口大小:表示现在充许对方发送的数据量,也就是告诉对方 ,从本报文段的确认号开始允许对方发送的数据量

    校验和:提供额外的可靠性

    紧急指针:标记紧急数据在数据字段中的位置

    三次握手:(自己做了一个PPT,能帮助大家详细了解吧)

    网络的冰山一角

    四次挥手(自己做了一个PPT,能帮助大家详细了解吧)

    网络的冰山一角

九、Internet层

    ICMP协议:体现网络状态,ping就是用的icmp协议

                    typ=8请求         typ=0回应

    IGMP协议:网络组管理协议

    ARP协议:地址解析协议 (重要,不安全)   IP—-解析—-MAC

                    利用广播机制,针对本网段的通讯过的地址查询,保存在APR表,长时间不访问,就会被删除记录

    网络的冰山一角

    internet协议特征:(1)运行于OSI网络层(2)面向无连接的协议(3)独立处理数据包(4)分层编址(5)尽力而为传输(6)无数据恢复功能

    IP PDU报头:

    版本:占4位,指 IP 协议的版本目前的IP协议版本号为4

    首部长度:占4位,可表示的最大数值是15个单位,一个单位为4字节 ,因此IP 的首部长度的最大值是60字节

    区分服务:占8位,用来获得更好的服务,在旧标准中叫做服务类型,但 实际上一直未被使用过.后改名为区分服务.只有在使用区分服务 (DiffServ)时,这个字段才起作用.一般的情况下都不使用

    总长度:占16位,指首部和数据之和的长度,单位为字节,因此数据报的 最大长度为 65535 字节.总长度必须不超过最大传送单元 MTU

    标识:占16位,它是一个计数器,通常,每发送一个报文,改值会加1 , 也用于数据包分片,在同一个包的若干分片中,该值是相同的

    标志(flag):占3位,目前只有后两位有意义

    DF=0时,才允许分片

    MF=1时,表示后面还有分片,MF=0,表示后面没有分片了

    片偏移:占12位,指较长的分组在分片后,该分片在原分组中 的相对位置.片偏移以8个字节为偏移单位

十、IP地址(他们可唯一标识IP网络中的每台设备,每台主机(计算机、网络设备、外围设备)必须具有唯一的地址)

    由两部分组成:

    (1)网络ID:标识网路、每个网段分配一个网络ID

    (2)主机ID:标识单个主机、由组织分配给各设备

分为5类地址:

    A类:前8位网络ID,后24位主机ID,第一位最高为0,0xxxxxxx.a.b.c(a.b.c任意数)

    网络主机数=2^(主机ID位数)-2

    网络数=2^(可变网络ID数)

    主机数=2^24-2=16777214

    1-126字段为A类地址

    B类:前16位网络ID,后16位主机ID,10xxxxxx.a.b.c(a.b.c任意数)

    网络数=2^14

    主机数=2^16-2=65534

    128-191.为B类地址

    C类:前24位网络ID,后8位主机ID,110xxxxx.a.b.c(abc为任意数)

    主机数=2^8-2=254

    网络数=2^21

    192-223.为C类地址

    D类: 224-239多播

    E类: 240-255

原创文章,作者:In summer,如若转载,请注明出处:http://www.178linux.com/86272

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