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数通
1.需要有一个通道
2.需要有个节点
3.都有载体
通过一些特殊的通道把分布在不同地理位置的物品连接起来,从而实现信息的传输和共享。
网络作用:
1.数据通信
2.资源共享
3.分布处理
计算机网络基础
世界第一台计算机–1946年–计算机导弹弹道的—分时计算系统
二进制语言(机器语言)
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自然语言–编码
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编码–二进制
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介质访问控制层:控制硬件,将二进制转换为电流,并控制物理层输出电流。
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计算–cpu
对等网
- 升级硬件资源
- 增加电脑数量
继续扩大网络
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增大距离
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信号失真
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- 网线
- 仅仅减少失真不能完全避免
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信号衰减
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- 中继器
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增加节点
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- 网络拓扑结构
- 总线型:由一条多芯网线向四周延展,连接各个节点。
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- 优点:信道利用率高,结构简单,成本低
- 缺点:同一时刻,仅允许两个节点进行通讯
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- 环形:由节点与节点连接到线路组成闭环。
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- 优点:增加和删除设备简单
- 缺点:信道利用率低,对中心节点要求高
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- 星型:由中央节点和通过链路链接到中央节点的节点组成
- 优点:结构简单,扩展性强,连接方便
- 缺点:信道利用率低,对中心节点要求高
- 星型:由中央节点和通过链路链接到中央节点的节点组成
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- 网状:实际上是由星型拓扑扩展而来,使用全连接的方式,网状中任意一个节点都属于中心节点
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- 优点:稳定,从节点到节点有多条路径可选—运营商网络
- 缺点:结构复杂,成本高
集线器—HUB
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纯物理层设备
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缺点:
1.安全问题
2.延时问题—产生大量的垃圾信息
3.地址问题—MAC地址–48二进制—12位十六进制
4.冲突问题—载波侦听多路访问/冲突检测机制—CSMA/CD(先听后发、冲突停发、随即延迟后重发)–仅仅减少了冲突,并没有完全解决
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- 冲突域:连接在同一根导线上的所有工作站的集合
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网络无线传输
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完全没有冲突
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存在单薄传输数据
出现了一台设备,网桥(二层设备–处理二进制信号)–交换机
交换机
- 识别MAC地址—MAC地址自学习
- MAC地址自学习功能:交换机在接收到一个数据报文后,根据数据报文中的源MAC地址,与接收该报文的接口形成对应关系,并记录在MAC地址中。
- 然后,交换机根据数据报文的目的MAC地址,查询MAC地址表项,若有匹配项,则根据匹配行动指示直接进行单播转发
- 若无匹配项,则进洪泛转发(除了数据接口外,均发送一份数据)
- MAC地址表不是永久记录的,而是存在老化时间–5分钟
交换网络–仅仅由交换机连接各个节点形成的网络–仅具备十几个节点,最多不超过200节点。
广播域–洪泛的范围
路由器
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隔离广播域
- 路由器的一个接口就是一个独立的广播域。
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转发数据
- 依靠路由表进行数据转发
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依靠交换机进行数据转发—同广播域
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借助路由器进行数据转发—跨广播域
IP地址
ipv4:32位二进制构成
ipv6:128位二进制
IP地址分为两部分:
网络位:表示该IP所在的网络
主机位:表示主机号
掩码
- 掩码是32位二进制组成,用以判断IP地址的网络位。
- 连续的1+连续的0组成。(必须以1开头)
- 掩码中的数学1所代表的含义位IP地址的比特位为网络位。
网关
被称为一个广播域的门户,也就是路由器与该广播域所连接的接口,这个接口的IP地址称之为网关。
1.判断是否为同一广播域
2.若为同广播域,则将数据发送给交送给交换机,由交换机
ARP协议
原理:根据已知的地址来获取另一种未知的地址
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ARP工作过程:
- pc1发送一个广播帧,源IP和源MAC是PC1的,目的是MAC是FFFF:FFFF:FFFF
- 该数据包会被同广播域内所有主机接受,而且报文内容是(ARP请求报文)
- 谁是某某某IP,请回复
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非目的主机PC2:
- 由于该广播帧是网络中所有主机云可接受的报文,故
PC2会接收这个数据帧,提取IP地址,发现并不是找自己的,所以会丢失该数据包。
TCPK/IP
美国国防部开发
OSI参考模型:
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开放式系统互联模式—国际化标准组织ISO提出—协议组(协议模型)
- 应用层:接收用户数据,人机交互的接口
- 表示层:将编码转化为二进制(加密,解密)—统一格式
- 会话层(数据):针对传输的每一位数据建立一条连接(防止不同数据之间相互干扰)
- 控制层面:上三层
- 数据层面:下三层
- 传输层(段):区分流量、定义数据传输方式;TCP,UDP
- 网络层(包)
- 数据连接层(帧):
- LLCC----逻辑链路控制层
- MAC—介质访问控制层
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- 物理层:
PDU
协议数据单元-----数据在不同层面的表现形式
上三层----数据
传输层----数据段
网络层----数据包
数据链路层-数据帧
物理层----比特流
物理层
- 规定了一些物理特性(数据传输速率)
- 代表设备:中继器、集线器
- 介质:
- 同轴电缆—淘汰
- 10BASE5—粗同轴电缆–500m
- 10BASE2—细同轴电缆–185m
- 同轴电缆—淘汰
- 介质:
数据链路层
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代表设备—网桥、交换机
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链路类型
- 局域网
- 广域网
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MAC地址—物理地址—二层地址
- 前24位:表示厂商ID
- 后24位:表示产品ID
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数据帧
- 以太网-2格式、IEE 802.3格式
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帧发送方式
- 单播、广播、组播
网络层
- IP地址— 逻辑寻址
- IP地址的有类分址—根据IP地址前八位二进制的数字特征分类
- A:0XXX XXX—0.0.0.0-127.255.255.255(掩码为8)
- B:10XX XXXX 16
- C:110X XXXX 24
- D:1110 XXXX
- E:1111 XXXX
A\B\C单播地址---可以做地址源,也可以做目的地址
D 组播地址 只能当目的地址使用
E 保留地址(科研地址)
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特殊地址— 不能手工配置带在电脑上
- 0.0.0.0 网络地址(代表所有地址,或代表没有的地址)
- 255.255.255.255—受限广播地址
- 192.168.1.0/24 主机位全0
- 192.168.1.255/24 主机位全1
- 127.x.x.x 地址测试地址
- 169.254.0.0/16 本地链路地址
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私有地址—可重复
- A类:10.0.0.0—10.255.255.255—一个地址段
- 172.16.0.0–172.31.255.255 ——16个网段
- C类:192.168.0.0-192.168.255.255----256个地址段
TCP协议----传输控制协议
是一种面向连接的可靠性协议
可靠性:
- 确认机制:传输确认,每收到一个数据段,均需要进行一次确认
- 重传机制:当一个数据段中的某个报文丢失,会提醒要求重新传输该丢失报文
- 排序机制:传输一个数据段,被分为多个报文,从不同路径传输,最终到达目的地的顺序会被打乱,需要重新排列组合恢复原始报文内容
- 流控机制(滑动窗口机制):调节窗口大小来对流量进行控制
-窗口大小:指无需等待确认就可以连续发送的最大数据量
TCP分段
TCP协议封装的数据不允许在IP层面进行分片操作。
MSS(最大传输段)= MTU-IP头部-TCP头部
PMTU—路径MTU发现协议
三次握手
四次挥手