前三节笔记-优快云博客

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本文介绍了计算机网络的基础知识，包括数通的作用、网络层次结构、不同类型的网络拓扑如总线型、环形、星型和网状结构。还详细讨论了集线器、交换机、路由器的功能，以及IP地址、子网掩码、网关和ARP协议的重要性。此外，提到了TCP协议的可靠传输特性，如确认机制、重传机制、排序机制和流控机制。

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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）

自然语言–编码
编码–二进制
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。
计算–cpu

对等网

升级硬件资源
增加电脑数量

继续扩大网络

增大距离
- 信号失真
- - 网线
  - 仅仅减少失真不能完全避免
- 信号衰减
- - 中继器
增加节点
- 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。
- - 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
- 环形：由节点与节点连接到线路组成闭环。
- - 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
- 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
- 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
- - 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

纯物理层设备
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
- - 冲突域：连接在同一根导线上的所有工作站的集合
网络无线传输
完全没有冲突
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

隔离广播域
- 路由器的一个接口就是一个独立的广播域。
转发数据
- 依靠路由表进行数据转发
依靠交换机进行数据转发—同广播域
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

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
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：

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
- 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

数据链路层

代表设备—网桥、交换机
链路类型
- 局域网
- 广域网
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
数据帧
- 以太网-2格式、IEE 802.3格式
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）

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
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