一.计算机网络的概述
(1)计算机网络发展史
应用层:把人类语言转化为二进制编码
表示层:把编码转换为二进制
介质访问控制层:把二进制转化为电信号
物理层:传输电信号
局域网:几千米内的网络
(2)计算机网络的规模
增大网络传输距离
同轴电缆:
优点:耐用性较好,抗电磁干扰能力强
缺点:传输速率低,155MB/s,造价成本高
双绞线:
结构:8根铜丝两两相绞
线序:
568A:绿白 绿 橙白 蓝 蓝白 橙 棕白 棕
568B:橙白 橙 绿白 蓝 蓝白 绿 棕白 棕
水晶头型号:RJ45,RJ11
双绞线的分类: 屏蔽双绞线,非屏蔽双绞线
光纤:
结构:纤芯是玻璃纤维
单模光纤:黄色,传输单一光源传输距离远可达5KM
多模光纤:橙色或者水绿色,传输多种光源信号 距离2KM
优点: 传输距离远效率高被广泛使用
缺点:成本高 要配套光模块使用,易弯折
增加接入的设备
(3)计算机网络的拓扑结构
节点:网络中的各种设备
总线型网络:
结构:所有节点共享一条通信线路
优点:通信线路利用率高,同一时刻只有2个节点通信
缺点:安全性低,某一节点发消息其他节点都可以接收到,容易占线
星型网络:
结构:所有节点通过中兴节点互联
优点:组网结构简单,中心节点有监视功能
缺点:两个节点通过中心节点连接妆发数据会降低安全性。不容易扩充节点数量,中心节点故障会导致网络瘫痪
环形网络:
结构:两个节点首尾互联,形成封闭环形
优点,结构简单
缺点:网络中故障节点越多,造成的网络问题越多,不容易增加新的节点
树形网络:
结构:一种层次化的星型结构
优点:容易扩冲节点数量,两节点有最又路径
缺点:高层次网络节点故障会影响网络通信
网状结构:
结构:所有节点两两互联形成网状
优点:可靠性强
缺点:不容易增加新的节点
部分型网状结构:一部分的网状型网络
网络设备简介
(1)集线器:
特点:内部为总线型结构,共享型介质(共享通信线路)任意时间只有两台主机可以通信,占用通信线路,工作在物理层没有寻址能力,所有数据广播。
问题:不清楚MAC地址,信息发送其它主机都可接受,同一时间任何主机都想发送数据
冲突域:形成的冲突范围
解决方法:带载波侦听多路访问冲突检测技术
(2)网桥:
每一个接口都可以隔离一个冲突域
(3)交换机
多接口网桥,每一个接口都可隔离一个冲突域
从数据帧里获得原MAC地址和目标MAC地址,查MAC表,若有目标MAC地址就单播,若没有目标MAC 地址就广播,如果有主机识别出MAC地址和自己一样就接受数据,与本机MAC地址不一样就丢弃。
交换机处理数据的方式:广播,单播,丢弃
MAC地址表的特点:
MAC的地址表的老化时间为300s
一个MAC地址只能对应一个接口,一个接口可以对应许多MAC地址
MAC地址在广播时可能会形成广播风暴,严重时可能会吧交换机堵死
(4)路由器
提供路由,转发数据,隔离广播域
一个集线器形成一个冲突域
网桥和交换机的接口可以隔离冲突域同时制造广播域
路由器的一个接口就是一个广播域,接口同时隔离广播域
IP地址的组成:网络位+主机位
A类地址:固定以0开头,固定网络掩码为255.0.0.0 范围0~126 2^24-2
B类地址:固定以10开头,固定网络掩码为255.255.0.0 范围128~191 2^16-2
C类地址:固定以110开头,固定网络掩码为255.255.255.0 范围192~223 2^8-2
D类地址:范围225~239 用于组播地址
E类地址:范围240~255保留地址 用于科研
特殊IP地址
127.0.0.0~127.255.255.255环回地址 测试本机中的TCP/IP组件是否完好
全为0的地址:没有IP地址,代表任意地址
主机位为0的地址:网段
主机位为1的地址: 广播地址
169/254/0.0/16运营商私有地址
DHCP协议:动态主机私有协议自动获取IP地址
OSI七层参考模型
- OSI模型是ISO国际标准组织规定的开放式系统互联.
- 目的:为了解决数据间的不兼容情况。
- 实现手法:分层思想。
- 分层的优点:降低层次的关联性减少其他协议对他层的影响;方便学习和理解;便于指定标准化;各个层清楚自己的目标相对独立,便于后期对协议单独的增强。
- 不同层实现不同功能,集合起来定义了数据的产生过程。
具体过程
- 第七层.应用层:面向应用程序,收集用户数据,实现人机交互。
- 第六层.表示层:将收集到的逻辑语言转换为机器语言(电脑只能处理二进制,逻辑语言为日常用语)确保一个系统生成的应用层数据可以被另一个系统应用层识别和理解。
- 第五层.会话层:将收集好的数据分类防干扰,建立一个虚连接,收集好的数据在虚连接里,能够管理会话(建立,维持,终止会话)
4.第四层.传输层:区分流量和定义传输方式(建立,维护和取消一次端到端的数据传输过程,控制数据传输节奏的快慢)
(1)区分流量:通过端口号进行区分,不同的端口号代表不同的流量.
端口号范围:0~65535
端口号分类:
静态端口:1~1023静态端口与流量一一对应,有绑定
动态端口:1024~65535动态端口与流量一一对应,无绑定
(2)定义传输方式:可靠传输(TCP)和不可靠传输(UDP)
TCP:保证面向连接的可靠性传输,可靠传输协议保证数据完全传输
保证可靠性:确认机制和重传输机制
确认机制:显示确认:有回复的确认
隐式确认:无回复默认
重传输机制:当发送一个数据时,主机
保证面向连接:TCP三次握手机制
第一步:同步请求:客户端请求服务器同步 syn request
第二步:服务器确认ACK syn request 确认同步请求(服务器给主机发送)
第三步:ACK确认(主机给服务器 隐式确认)
TCP四次断开
第一步:主机给服务器发送fin报文请求断开
第二步:服务器给主机发送ACK确认报文
第三步:服务器给主机发送fin报文
第四步:主机给服务器发送ACK报文
UDP:不可靠传输协议,不保证数据传输,数据可能丢失。
不可靠传输方式数据特点:数据量大;实时性要求较高;对数据丢失不敏感
5.第三层.网络层:定义逻辑地址,将数据实现从原到目的地转发,(编址,寻址)
编址协议:IPV4,IPV6,IPX
完整的网络协议由IP地址和网络掩码组成
6.第二层:数据链路层:针对不同的传输介质定义不同的二层峰封装(将数据封装成帧,在数据链路层实现点对点的的直接通信)
分为2个子层 LLC:逻辑链路控制子层(标识上层使用了何种协议)
MAC:介质访问控制子层(二层进行地址识别)
MAC地址又叫烧录地址不可修改(物理硬件地址)
DMAC目标MAC地址
SMAC原MAC地址
7.第一层.物理层:将二层数据帧转化为物理传输介质比特流又叫串行化
线序:568A线序:绿白 绿 橙白 蓝 蓝白 橙 棕白棕 AY&T公司规定线序
568B线序:橙白 橙 绿白 蓝 蓝白 绿 棕白 棕 IBM公司规定的线序
二层数据到一层叫串行化
一层数据到二层叫格式化