计算机网络基础知识

计算机网络可以分为局域网城域网广域网


 ip地址由网络号主机号组成,其中网络号表示互联网中的一个特定网络,主机号表示网络主机中的一个特定连接

ip地址类别:A类0.0.0.0 ~ 127.255.255.255子网掩码 /8 ,B类128.0.0.0 ~ 191.255.255.255子网掩码/16,C类192.0.0.0 ~ 223.255.255.255子网掩码 /24


给定一个ip地址,判定一个ip地址的网络号:

10.255.30.4 网络号为 10 

172.16.1.1 网络号 172.16

192.168.1.1 网络号 192.168.1

ip地址由32位二进制数组成。

以太网使用ARP(Adress resolution protocal 地址解析协议)协议获得主机ip地址和MAC地址的映射关系。

每台装有TCP/IP协议的电脑里都有一个ARP缓存表,表里的IP地址和MAC地址是一一对应的。

转发ip数据中,如果路由器发现数据报文的TTL字段为0,那么路由器应该将数据报文删除,然后向生成数据报的源主机发送ICMP报文。

TCP/IP体系结构中,和OSI 网络层对应的是互联层。

OSI (Open System Interconnection): 物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层

为什么要有计算机网络?

目的:资源共享、在线通信

最基本的网络拓扑结构:总线型、环型、星形

互联网的解决方案:面向连接的解决方案、面向非连接的解决方案。目前主要使用面向非连接的解决方案。

OSI 端到端可靠性是靠传输层完成的。

MAC地址存储在计算机的网卡上。

以太网中,冲突是一种正常现象。

IP地址与MAC地址?
IP 地址是动态的,不特定于某个具体的硬件 (MAC 地址是硬编码在网卡中的物理地址)

以太网的数据是以广播的形式发送的。

在以太网中,集线器的级联必须使用同一种速率的集线器。集线器可以对收到的信号放大

以太网交换机中的端口/MAC地址映射表是交换机在数据转发中通过学习动态建立的。

因特网使用的的互联协议是IP协议。 

一个主机的ip地址为192.168.5.71,子网掩码为255.255.255.238,那么该主机的网络号是?

要计算主机的网络号,我们需要将 ​​IP地址​​ ​​子网掩码​​ 进行 ​​按位AND运算​​。

AND 位运算:

规则​:1 AND 1 = 1,其他情况1 AND 00 AND 10 AND 0)均为 0

IP地址:   11000000.10101000.00000101.01000111  
子网掩码: 11111111.11111111.11111111.11110000  
-----------------------------------------
AND结果:  11000000.10101000.00000101.01000000  → 网络号 192.168.5.64

TCP和UDP 的区别?

TCP可以提供面向连接的、可靠的、全双工(指通信双方可以​​同时双向传输数据)的数据流传输服务。

UDP可以面向非连接的、不可靠的数据流传输服务。 

高速缓存区的ARP是主机自动建立的动态的,保存了主机ip地址物理地址的映射关系。 

主机需要发送信息,但是ARP表中没有目的IP地址MAC地址的映射关系,需要启动ARP请求

 对IP数据报分片的重组发生在目的主机上。

链路文件传输时间计算题

 2段链路带宽均为100Mb/s,时延带宽积(单向传播时延*带宽)均为1000b,若H1向H2发送一个大小1MB的文件,分组长度为1000B,则H1开始发送到H2收到文件全部数据时刻所需的时间?

​​(1) 第一段链路(H1 → R)​​

  • ​​第一个分组​​:
    • ​​传输时间​​:80 μs(发送分组)。
    • ​​传播时间​​:10 μs(信号到达路由器 R)。
    • ​​到达 R 的时间​​:80 + 10 = 90 μs。
  • ​​后续分组​​:
    • 每 80 μs 发送一个新分组(流水线传输)。

​​(2) 第二段链路(R → H2)​​

  • ​​第一个分组​​:
    • R 收到后立即转发(存储转发机制)。
    • ​​传输时间​​:80 μs(R 发送分组)。
    • ​​传播时间​​:10 μs(信号到达 H2)。
    • ​​到达 H2 的时间​​:90 μs(H1 → R) + 80 + 10 = 180 μs。
  • ​​后续分组​​:
    • 每 80 μs 可完成一个分组的传输(由第二段链路决定速率)。

 

  • ​​第一个分组到达时间​​:180 μs。
  • ​​剩余 999 个分组​​,每 80 μs 到达一个:

 标识一个特定的服务或应用可以用TCP/UDP端口号。

MTU​​ 是定义单次数据传输的最大尺寸,使用ping命令ping另外一台主机,并不能证明报文经过的网络MTU​​ 相同,因为ping通了只能证明连通性没问题,与MTU无关。

在IP互联网中,路由通常分为静态路由和动态路由。 

 路由器中的路由表需要包含到达目的网络中的下一步路径信息。

为了保证连接的可靠性TCP经常采用三次握手法建立连接。 

路由选择是网络通信的“导航系统”,单网卡、多网卡的主机,路由器都需要具备路由选择的功能。 

院。

场景:快递送货(类比网络通信)​​

想象你要从​​北京(主机A)​​寄一个包裹到​​上海(主机B)​​,但中途需要经过多个中转站(路由器)。路由选择就是​​决定包裹走哪条路线最快、最可靠​​的过程。

源路由选项是IP数据包头部的一种可选字段,允许发送方指定数据包经过的路径。源路由选项分为严格源路由、松散源路由

加密技术分类:秘密密钥加密技术、公开密钥加密技术

网络安全几种具体措施:防火墙(防范外部攻击)、堡垒机(跳板机,防范内部风险)、SSL协议(防范外部攻击)

著名的加密算法:DES(对称加密)、 RSA(非对称加密)

服务器并发请求方案:重复服务器方案(低并发)、并发服务器方案(高并发)

OSPF是一种链路状态路由协议,适用于中大型网络;RIP 是一种距离矢量路由协议,适用于小型网络

RIP协议使用向量-距离算法,OSPF协议使用链路-状态算法。

IP互联网的主要作用和特点?
IP互联网是一种面向非连接的互联网络,他屏蔽了各个物理网络的差异、隐藏各个物理网络的实现细节,形成一个的大的虚拟网络,为用户提供通用的服务。

主要特点:

  1. 隐藏了低层物理网络的实现细节,为用户提供通用一致的网络服务。
  2. 不指定网络互联的物理拓扑结构。
  3. 所有计算机使用统一的地址描述法。

1. 计算子网掩码和可用IP范围​​ ​​
例题 1​​ 给定一个IP地址 192.168.10.0/24,现需要划分为 ​​4个子网​​,求: 新的子网掩码(CIDR表示法)。 每个子网的网络地址、广播地址和可用IP范围。 

确定子网位数​​: 原网络是 /24(即 255.255.255.0),需要划分 ​​4个子网​​,因此需要借用 ​​2位​​(因为 2**2 =4)。 新的子网掩码 = /24 + 2 = /26(即 255.255.255.192)。 ​​计算子网块大小​​: 借用了 ​​2位​​,剩余 ​​6位​​用于主机部分。 每个子网的IP数量 = 2**6 =64(包括网络地址和广播地址)。 ​​列出子网划分​​: 

广播地址 = ​下一个子网的网络地址 - 1​

子网网络地址第一个可用IP最后一个可用IP广播地址
1192.168.10.0192.168.10.1192.168.10.62192.168.10.63
2192.168.10.64192.168.10.65192.168.10.126192.168.10.127
3192.168.10.128192.168.10.129192.168.10.190192.168.10.191
4192.168.10.192192.168.10.193192.168.10.254192.168.10.255

 

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