网络基础必备知识

网络架构

• 交换机（二层）：
  电脑间想要互相传输数据进行通信，最原始的方法就是通过网卡接口使用网线连接来实现，但这只能应对一对一的情况。
  
  如果是多台设备的话，就需要交换机了，交换机可以为他们分配ip地址，需要传输数据是根据IP和mac地址找到对应的电脑进行数据传输
  
  这样组建起来的一个小型通讯网络就叫做局域网。
• 路由器：交换机的插孔也是有限的，如果一个公司有几百台电脑只靠交换机是无法搭建一个局域网的，得买很多台交换机然后互相连接起来，但由此也产生了一定的问题，比如：一台电脑想要发送数据时得先在自己的交换机内查找目的主机是否存在然后再其它交换机去查找这个目的主机，比较耗时，传输慢，维护的成本也会变高。
  
  这个时候路由器就登场了，路由器的作用是但交换机连接到它后他会根据，路由器划分网段，每一个交换机划分为一个内网网段和网关，便于数据传输和管理，网关的作用相当于是一个局域网的出口地址，想要和外面通讯就得通过网关去实现。
• 三层交换机：交换机的升级版同时拥有交换机和路由器的功能，家用的路由器也类似与三层交换机不过由于廉价所以只能连接很少的设备
• 以上所搭建的都是局域网，想要实现QQ微信这样的全球通讯，得加入到万维网中，也就是把你的网络连接到公网，你可以找一个运营商让他给你拉一根网线，拉的时候会固定绑定一个公网IP地址，还会赠送一个光猫，光猫的作用是将光信号转换为模拟信号以便于电脑之间传输数据，拉好网络后我们就可以通过这个绑定的公网地址去给全国各地的用户发送和接受消息了。
• 我们现在之所以不能访问外国的网络，是因为我们使用的网络是没有与外国的网线连接的，国内的三个运营商都有一条访问外网的网络，但是是国家管控，所以，，想科学上网的话现在应该懂了吧。
• 名词
  • IP和子网掩码：IP是一个32位的二进制数据，为了便于记忆就将它分为4组，每组8位，由小数点分开，用来表示一台网络设备，也就是人们所熟知的ipv4

00000000.10010111.11111111.00001111
251.151.255.15

由于仅几年的网络设备越来越多出现的IP地址以及快被用完的现象，所以出现了ipv6,由128位二进制组成，通常分为8组，每一种由4个16进制表示

XXXX:XXXX:XXXX:XXXX:XXXX:XXXX:XXXX:XXXX

而子网掩码则是用来划分IP的网络地址和主机地址的，网络段相同的主机称在同一网段内，能够互相通信，下面是具体的划分方式

假如子网掩码为：255.255.255.0
二进制：11111111 11111111 11111111 00000000
加入一个设备IP为：192.233.90.2
二进制 ：11000000 0b11101001 10110100 10000000
那么设备IP的网络段就为二进制子网掩码被1所对应的那一部分的二进制11000000 0b11101001 10110100转化为十进制后为192.233.90，而0-255就为这个子网掩码的网段所能分配的地址

• DHCP：动态主机配置协议 ）是一个局域网的网络协议。. 指的是由服务器控制一段IP地址范围，客户机登录服务器时就可以自动获得服务器分配的IP地址和子网掩码。
• 内网IP和公网IP：在局域网内为电脑分配的地址，默认为：
  • 10.0.0.0 到 10.255.255.255
  • 172.16.0.0 到172.31.255.255
  • 192.168.0.0 到192.168.255.255
  • 公网IP的话就是除了内网的IP
• 网关：各个网络之间想要通信都会在交换机那配置网关，作为通信出口。
• 云服务器：大企业把性能很高的电脑虚拟出很多的空间来租给有需要的人使用，这个虚拟空间已经绑定了公网地址可以直接用来开发或者存储数据，我们那这些虚拟化的服务器称为云服务器，常见的有阿里云、腾讯云、亚马逊aws。
• 端口：我们需要与另外一台电脑通信时，首先是根据公网找到设备IP然后再去建立通信，但是一台电脑上有很多的应用程序，为了找到这个特定的程序，我们还得需要端口，端口就是标识程序用的，取值范围：0 ~ 65535，自定义时尽量选择5000之后
• 域名：通过IP去通信对于人来说记这些数字太难记了，于是就有了域名，域名就是一串有意义的字符串让域名和IP创建对应关系即可，
• 出站地址：公司或者家庭在拉网线时会绑定一个公网地址，这个地址就是出站的地址，用于内部与外界的通信