网络基础
目录
基本概念
- 计算机网络：通过通信线路和通信设备将不同地方的用户连接在一起，遵从一定的协议用软件实现通信、数据传输、资源共享。
- 组成成分：硬件、软件、协议
- 协议：是进行计算机网络中进行数据交换而建立的规则、标准或约定的集合
- 通信：就是数据包发送和接收，不同的通信过程对应着不同的数据包，过程一定是双向
分类与模型
网络通信的范围和距离划分
- 局域网（LAN）：范围最小的一个网络（以太网是局域网的一种，与广域网的最大区别就是mac地址封装）
- 城域网（MAN）：城市之间的网络
- 广域网（WAN）：最大的网络
按照拓扑结构分类
- 总线型：（缺点）会出现单点故障
- 环形：（优点）不会出现单点故障；（缺点）左右端同时出现故障依旧会被影响
- 星型：（优点）支路故障不受影响：（缺点）主线故障全部受影响
- 树型：（优点）可靠性增加，越低级发生的故障越不受其影响
- 网状型（分布式）：（优点）可靠性增加；（缺点）成本太高，出现故障不易发现
模型
OSI模型
TCP模型
OSI模型介绍
通信的标准
TCP/IP协议栈--IETF
OSI参考模型--ISO
物理层——物理介质
1、RJ-45网线（双绞线）
最大传输距离为100m，传输的信号和速度随着距离的增加而减少
- 屏蔽双绞线、非屏蔽双绞线：能否屏蔽电产生的磁场
- 多类双绞线：
| 名字 |
介绍 |
传输频率(MHz) |
传输速率(Mb/s) |
使用 |
| 3类双绞线 |
语音传输 |
16 |
10 |
10base-T |
| 4类双绞线 |
语音传输、小速率（16Mb/s）数据传输 |
20 |
20 |
基于令牌局域网和10base-T/100base-T |
| 5类双绞线 |
增加了绕线密度，外套绝缘材料，用于语音传输 |
100 |
100 |
10base-T、100base-T，常用于以太网电缆 |
| 超5类双绞线 |
在5类基础上增加额外的参数和部分性能的提升 |
100 |
1000 |
|
| 6类双绞线 |
250 |
1000（理论上） |
- 直连线：用于连接不同设备，俩端线序相同（路由器和路由器、路由器和电脑等终端设备）。线序：白橙橙 白绿蓝 白蓝绿 白棕棕
- 交叉线：用于连接相同设备，俩端线序不同（交换机和路由器）。线序：白绿绿 白橙蓝 白蓝橙 白棕棕
其中电脑自适应模块，不管使用直连线还是交叉线都能够进行连接
2、光纤、光缆
光猫（家用）、光模块（企业使用），将光信号转化为电信号
- 单模光纤：采用激光二极管LD作为光源，使用光波波长为1310nm、1550nm，通过直线传输的方式传输光线。特点是传输距离长，信号衰减小，单成本高。
- 多模光纤：采用发光二极管LED作为光源，使用光波波长为850nm、1300nm，通过全反射方式传播光线。特点是传输距离短，成本低，但信号衰减大。
3、无线电波
分为中长波、短波、超短波、微波。波长越高，穿透能力越强，但传输距离越短。无线电波保密性差，容易被截获。
4、同轴电缆
传输距离越长，单衰减越高，一般用于广电接入网、电视、监控系统
5、红外线
必须在直视距离内通信，不易被截获，保密性强，干扰性强，但传播受天气的影响
数据链路层——MAC地址
MAC地址是出厂固定，如：00-25-B6-02-10-00。是由48位二进制数组成，前24位为厂商标识符，后24位为产品标识，一般以12位2进制数呈现。
特殊地址：FF-FF-FF-FF-FF-FF（广播地址）
单播：1对1发送
广播：1对所有发送
组播：1对多发送
网络层——IP地址
IP地址：在网络中用于唯一标识一台网络设备
IP地址的组成：32位二进制数组成，以三点分十进制标识
如：
00000000.00000000.00000000.00000000
10.65.14.199
00010100.00100010.00001000.00100000
1、IP地址范围
- A类地址：1.0.0.0~127.255.255.255
- B类地址：128.0.0.0~191.255.255.255
- C类地址：192.0.0.0~223.255.255.255
- D类地址（组播）：224.0.0.0~239.255.255.255
- E类地址（保留、科研）：240.0.0.0~255.255.255.255
2、私有地址（不可用在公网）
- A类：10.0.0.0~10.255.255.255
- B类：172.16.0.0~172.31.255.255
- C类：192.168.0.0~192.168.255.255
3、保留地址
- 0.0.0.0~0.255.255.255：本地网络IP
- 127.0.0.1：作为主机的回送地址，一般用来测试网卡工作
- 169.254.0.0~169.254.255.255：当终端需要通过DHCP服务或IP地址，找不到DHCP服务器或出现故障，所分配的地址
4、子网掩码
每一个IP地址进行单独分类，IP地址分为俩部分：网络位、主机位
- 网络位：IP地址所属的网络范围
- 主机位：是一个具体的IP地址，范围内的一个点
子网掩码：和IP地址成对出现，用于通告匹配的位数
- A类默认子网掩码：255.0.0.0 /8
- B类默认子网掩码：255.255.0.0 /16
- C类默认子网掩码：255.255.255.0 /24
5、网段运算
网络号（网段/网络地址）：代表着一个范围
将IP地址和子网掩码进行与（相同为1，不同为0）运算获得该地址的网段。
如：
192.168.10.1（地址） 1100 0000.1010 1000.0000 1010.0000 0001
255.255.255.0（掩码） 1111 1111.1111 1111.1111 1111.0000 0000
计算后结果为：
192.168.10.0（网络号） 1100 0000.1010 1000.0000 1010.0000 0000
6、特殊的地址（保留，不能使用）
- 网络地址：代表一个网段的特殊地址（头一个地址0）
- 广播地址：用于向当前范围内所以的主机发送数据的特殊地址（最后一个地址255）
如：
192.168.10.0/24 网段
网络地址：192.168.10.0 广播地址：192.168.10.255
可以正常使用的地址为2^8-2个
7、IP子网划分——VLSM
VLSM 可变长子网掩码：网络位向主机位借位，可用的网络范围增加，每个范围当中可用的主机数减少。（就是通过划分更小的区域/子网，分割出更多可用的地址）
方法一：将原本的网段转为二进制，在原有的基础上向主机位借位。
如：
192.168.10.0/24网段--细分为10个以上网段，每个网段需要有10个以上地址
1100 0000.1010 1000.0000 1010. 0000 0000
网络位 主机位
1个网络范围 2^8-2=254个主机可以使用
因为只能划为2的倍数，所以分成2^4=16给子网，即借位4位
1100 0000.1010 1000.0000 1010.0000 0000
网络位 主机位
16个网络范围 2^4-2=14个主机可以使用
子网掩码为192.168.10.240长度为24+4=28，可用主机地址为2^4-2=14个
192.168.10.0/28--代表的范围是 192.168.10.0-192.168.10.15
192.168.10.16/28--代表的范围是 192.168.10.16-192.168.10.31
方法二：统计原有的IP地址，按划分数量得出有多少地址，该数量被原有数量扣除得出的数字即为子网掩码
如
192.168.10.0/24网段--细分为10个以上网段，每个网段需要有10个以上地址
原有256个地址，因为只能2的倍数，所以划分为16个子网，每个子网256/16=16，因为256-16=240，所以子网掩码为192.168.10.240，长度为24+4=28
8、DNS
DNS：域名解析，即将域名解析成IP地址进行访问
- 公网的DNS
114.114.114.114
8.8.8.8
- 本地的DNS
host文件 C:\Windows\System32\drivers\etc
传输层——俩个协议TCP和UDP
1、TCP
面向连接、可靠的、面向字节
1、三次握手连接
2、四次握手断开连接
2、流量控制
3、确认机制、重传机制
4、窗口机制
2、UDP
面向无连接、不可靠、尽力而为传输、面向报文