网络基础

计算机网络基础

所谓计算机网络是把一组设备(计算机,手机,平板…);网络设备(交换机,路由器…),通过有型(网线)的或者无形的媒介(Wifi)把他们连接起来并且按照一定的通讯规则(网络协议)来进行通讯,这样的集合就是网络

网络的应用程序:

Web 浏览器(Chrome、IE、Firefox等)

即时消息(QQ、微信、钉钉(自带oa系统)等)

电子邮件(Outlook、foxmail 等)

协作(视频会议、VNC 、 Netmeeting(windows7后被淘汰)   、 WebEx 等)

web网络服务(apache(适用于传统公司),nginx(互联网公司),IIS(微软,windows自带的服务器)  )

文件网络服务(ftp,nfs,samba)

数据库服务( MySQL,MariaDB(是MYSQL的分支), MongoDB)

中间件服务(Tomcat(提供java的支持做中间件服务),JBoss)

安全服务( Netfilter)

软件对网络的要求:

1.批量处理的应用程序(FTP ,TFTP,  库存更新,无需人工直接交互实施,对带宽要求不是特别多)

2.交互式应用程序(库存查询,数据更新,人机交互,应为用户在线等待,所以时间很重要)(店商应               用)

3实时应用程序(VoIP、视频,人与人的交互,端到端的延时至关重要时间延迟越短越好)

网络的特征 :

速度  (带宽) bps 每秒钟下载的位数

成本    (速度越快成本越高)

安全性  (设置权限 )

可用性    (工作的正常时间/总共开机时间)   正常时间+故障时间/总时间   (cluster 集群)

可扩展性  (提高灵活性 ,可以模块化扩展不用也可以去掉)

可靠性

拓扑 分类:( 物理拓扑结构和逻辑拓扑结构)

物理拓扑结构是设备的布线方式

逻辑拓扑结构是描述了信息在网络中流动的方式

总线拓扑 :

单行道      链接的数量越多性能越差     中间若断线 就会通讯故障 (数据会反弹回去 数据混乱)

J]@AD(3$%DQAA]0T]Y704N0

星型拓扑 :用的最多就是交换机 ,  链接在一个点上, 单一的故障点(交换机坏掉网络瘫痪)

HJX]_08VS~AD1V%YV0[(YDT

扩展的星型结构 : 比星型拓扑的复原能力强,

DDEDPL9L9TOXJ)SX5@E%SBA

环形拓扑 :信号绕环形传输(逆时针),单点失败 ,

AS`3NC3C@0]`KTG_`XA%WT8

双环拓扑 :信号沿方向传送,比比单环的复原能力强,主环是逆向方向传送若主环故障启动备用环顺时针                       传输

)X{V3ET@WI2Q(CR@QOKI%1H

FDDI 就使用双环拓扑他是光纤数字分布式接口,一般属于城市网络,可以达到几十公里范围

网状拓扑 : 容错率强,实施成本高

BAVS5EZKR0L2PWY]~WDO2UN

部分网状拓扑 :在容错率与陈本之间寻求平衡  (适用于大部分网络)

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主机到主机通讯 :

旧模型     ( 适用于军方)

专有产品 ,由一个厂商控制应用程序和嵌入的软件

基于标准的模型     (使用于生活中大部分网络)

多厂商软件  ,分层方法

把网络模型分层化 (把网络分成若干个模块叫层,单位layer ,分为7层国际标准)

BNG_7WJ@P4`7IU}P71O8LEL

OSI  表示(开放系统互连)国际 网络标准

J)X$$R42T}SRP%{S[L$Y919

1  :物理层:以bit为单位

2 :  数据联络层:以frame  帧 为单位    ,   CRC 校验位, 有纠错功能   ,帧里面存的是物理地址MAC有原                                     地址和目标地址

3  :  网络层:以packet 包为单位 , 具有逻辑地址的功能 (IP地址),功能是路由(路径的选择)

4  :   传输层:以segment 段为单位,有的协议是可靠的TCP,有的协议是不可靠的UDC

5 : 会话层: 在两个应用层之中建立回话

6  :表示层:对数据做相应得格式化,建构数据,提供加密,协商对应用层的传输语法

7 : 应用层:提供网络服务,提供用户身份

5-7 PDU

*****     OSI   7层关系是下层为上层提供服务,下层只为相邻的上层提供服务

OSI之间的通讯 :数据封装  和数据解封装

T[AZ9DUTI$OFE[WP(L{[K%V

下面4层是由操作系统来实现1-2是硬件 3-4软件系统来实现

上面3层是有应用程序来实现 5-6 应用程序相关来实现

PDU

PDU: Protocol Data Unit,协议数据单元是指对等层次之间传递的数据单位

物理层的PDU是数据位bit

数据链路层的PDU是数据帧frame

网络层的PDU是数据包packet

传输层的PDU是数据段segment

其他更高层次的PDU是消息message

0(Y%1@27H]B)N(J{82U_3T2

三种通讯模式 :

单播unicast   点对点  ,目标是一个人

广播broadcast 点多所有, 目标是所有人

组播multicast 点对组 ,目标是组

Computers

PCs(电脑)

Servers(服务器)

Interconnections

NICs(网卡)

Media(网线)

Network

devicesHubs(集线器)

Switches(交换机)

Routers(路由器)

Protocols(协议,规则)

Ethernet

IP

ARP

DHCP

网络线序分为T568B (常用)  和T568A

$T38X]}%LY{~9@[8DES5IZP

T568B 是橙蓝绿棕色                                                           T568A是绿蓝橙棕色

百兆光纤 用到1236线序               千兆光纤就要用到8根线

千兆光纤若不按照标准T568B或T568A 的线序排列 电磁干扰比较严重(丢数据,丢包), 两根线绑在一起,是用来抵消彼此的电磁干扰

 

双绞线分为 (Twisted-Pair)   :  UTP   (Unshielded )      ,    STP  (Shielded)

UTP 是非屏蔽试双绞线

STP 是屏蔽试双绞线   (是在非屏蔽试双绞线上加上屏蔽线,成本比较高,但是有强大的防干扰能力)

10Base T

10  代表早期的网络通讯速度     10兆

Base 表示基带传输  代表是传输的数字信号

T 代表的是双绞线 (Twisted-Pair)

Fiber-Optic  :光纤

若两边线序是一样的(都是T568B   或 T568A 表示的是直连线) 电脑和交换机相连 (交换机连接口有交叉)

百兆 用的是1236   TX-/+ 发送数据的意思 RX-/+ 是接受数据的意思

千兆 用的是 12345678线  :BI=双向数据 每根线即发又接收

若一边是T568B 一边是T568A 表示的是   UTP交叉线(Crossover)  可以连接两个电脑

U9NA_%WLA@D60EBVXL61P5L

网络适配器

RJ45 接口 大部分都是内置网卡

Ethernet Evolution     局域网就是现在的标准Ethernet 以太网

Ethernet Frame帧的结构

Ethernet2

0J56JZS@HWV5OY_~DM3$XPR

Preamble (前导信息 8  ) Destination Address (目标地址 6 ) Source Address (源地址 6 )

Type  (上层协议类型 2 ) Data (数据 46-1500) FCS (循环校验位 4 )

最小72 —- 最大1526

目标地址就是Mac地址,每个Mac占用6个字节,前三位为厂家编号,后三位为厂家自由分配的也是世界唯

一地址

(Mac 地址可以看出来单播 ,多播 ,组播)

KNFCE{~JE6DFBY50@QW28UI

b2    正数第七位 为0 是IEEE厂家指定的若为1是基于管理自己指定

b1   倒数第一位 为0是单播(全是48个1) 为1 是多播

上层协议类型是指IP协议或其他

数据不是需要传输的数据,是OSI上层的数据

Ethernet 802.3

WIFI 802.11/a/b/g/n/ac

都是工作在物理层和数据联络层(data link layer)

 

单工, 全双工 ,半双工(和物理通讯相关的方式)属于物理层概念

单工:是单向传输(朝一个方向传输) 有收音机,喇叭

全双工:是双向传输(同时双向传递) 手机

半双工:只能同时一个人传递,轮流传递(轮流双向传递)   对讲机

 

Hub集线器        (工作在物理层)

集线器是2个端口

Hub:多端口中继器 (中继器可以加大传输距离)

Hub并不记忆该信息包是由哪个MAC地址发出,哪个MAC地址在Hub的哪个端口

Hub的特点:(带有广播特性所有口都转播,安全性低)

共享带宽 (数据同一时间只能一台机器发送数据 效率低下)

半双工

冲突域:在Hub中发数据 主机越多 效率越低

 

以太网桥:(一般链接2个网络配合集线器Hub,用Hub来链接好多机器)  (工作在数据联络层)

交换式以太网的优势

扩展了网络带宽

分割了网络冲突域,使网络冲突被限制在最小的范围内

交换机作为更加智能的交换设备,能够提供更多用户所要求的功能:优先级、虚拟网、远程检测……

学习信息的是源地址 转发的时候是根据目标地址来转发

广播域:一台主机向外发送广播,如果两台机器同时收到广播,我们就说这个两台机器在一个广播域中

网桥能隔断冲突域不能隔断广播域

 

交换机 (Switch) :是全双工   每链接一个电脑就是一个冲突域,

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

从工作方式来看,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

Hub是所有共享总线和共享带宽。网桥每个端口占一个带宽

可以用  ethtool    eth0 或者  mii-tool   -v   eth0 命令来查看网卡的传输

 

路由器  (router )为了实现路由,路由器需要做下列事情: (工作在网络层)

分隔广播域 (可以传播单播域)

选择路由表中到达目标最好的路径 (路由表 可以用 route -n 查看路由表)在windows 用 route print 查看

维护和检查路由信息

路由主要连接广域网

****网卡工作在数据链络层和物理层

路由:把一个数据包从一个设备发送到不同网络里的另一个设备上去。这些工作依靠路由器来完成。路由

器只关心网络的状态和决定网络中的最佳路径。路由的实现依靠路由器中的路由表来完成

交换机是局域网设备,局域网通讯是基于广播通讯,路由器是广域网设备,广域网通讯是基于单播(点对点通讯)

 

VLAN(是虚拟局域网) = 广播域= 逻辑网络(Subnet)

用交换机也可以隔断广播域

安全

灵活管理

trunk 干道  (在传送数据包的同时改变了数据包的帧结构,添加的VLAN信息) 需要trunk协议来完成打上标记   802.1Q  国际标准 标签打在 源地址和TYPE中间

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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