网络技术

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记录网络技术的一些知识点

网络互联模型

层数 OSI七层参考模型 TCP/IP协议模型 学习研究模型 请求过程数据封装
7 应用层(Application) 应用层(Application) 应用层(Application) (5)
6 表示层(Presentation)
5 会话层(Session)
4 运输层(Transport) 运输层(Transport) 运输层(Transport) (4)(5)
3 网络层(Network) 网际层(Internet) 网络层(Network) (3)(4)(5)
2 数据链路层(Data Link) 网络接口层(Network Access) 数据链路层(Data Link) (2)(3)(4)(5)(2)
1 物理层(Physical) 物理层(Physical) (1)(2)(3)(4)(5)(2)

数据通信方式

  1. 首先知道对方ip
  2. 知道ip后发送ARP广播请求，获取对方mac地址
  3. 发送数据到指定mac地址，网卡发现mac地址是自己就向网络模型上层传递处理，不是自己就会丢掉

计算机之间的连接方式

两个相同的设备之间使用交叉线，不同的设备使用直通线

同轴电缆：一根总线。总线两端需要中介电阻，计算机通过T型连接器接到总线上，

  • 半双工通信
  • 容易冲突

集线器(Hub)：所有节点集中在一个节点上

  • 半双工通信
  • 容易冲突
  • 不安全
  • 和同轴电缆类似

网桥(Bridge)：

  • 能够通过自学习得知每个接口那侧的MAC地址
  • 可以隔绝冲突域，网桥一侧内部发送数据不会影响其他侧

交换机(Switch)：

  • 相当于更多的网桥
  • 全双工通信
  • 比集线器安全

网线直连、同轴电缆、网桥、交换机、集线器：

  • 连接的设备必须在同一网段
  • 连接的设备处在同一广播域

路由器(Router)：

  • 可以在不同的网段之间转发数据
  • 可以隔绝广播域

网络相关名词

MAC地址(Media Access Control Address)

  • 全球唯一标识

  • 前三个字节是组织唯一标识OUI(Organizationally Unique Identifyer)，

  • 后六位为网络接口标识（厂商自行分配）

  • OUI查询：查询地址1、查询地址2

  • MAC地址48位全为1时表示广播地址

  • MAC地址可在操作系统层面上进行修改

  • 当不知道对方当MAC地址时，可以通过ARP广播方式获取对方当MAC地址

  • 获取成功后，会缓存IP地址、MAC地址的映射信息，俗称：ARP缓存

  • 通过ARP广播获取的MAC地址，属于动态(dynamic)缓存，存储时间较短，通常为2分钟

  • arp -a [主机地址] - 查询ARP缓存

  • arp -d [主机地址] - 删除ARP缓存

  • arp -s 主机地址 MAC地址 - 增加一条（静态）缓存信息

IP地址(Internet Protocol Address)

  • 互联网上每个主机都有一个IP地址
  • IP地址分为IPv4和IPv6，IPv4地址已经用完
  • IPv4 32bit（4字节）
  • IPv6 128bit（16字节）
  • IP地址由两部分组成：网络标识（网络ID）、主机标识（主机ID）
  • 同一网段都计算机，网络ID相同
  • 通过子网掩码，可以算出网络ID：子网掩码 & IP地址
  • 计算机和其他计算机通讯，会先判断是否时同一个网段中的，同一网段不需要路由器转发，不同网段需要路由器转发
  • 判断ip是否和自己在同一个网段是用自己的子网掩码 & 其他IP，网段是否一样。

IP地址分类

  • A类地址：默认子网掩码是255.0.0.0，网络ID是以0开头，网络ID占8位，主机ID占24位

    • A类地址网络ID不能为0，127为保留字段，所以A类地址网络ID取值范围为1-126

  • B类地址：默认子网掩码是255.255.0.0，网络ID是以10开头，网络ID占16位，主机ID占16位

    • B类地址网络ID取值范围为128-191

  • C类地址：默认子网掩码是255.255.255.0，网络ID是以110开头，网络ID占24位，主机ID占8位

    • C类地址网络ID取值范围为192-223

  • D类地址：以1110开头，没有子网掩码，多播地址

    • D类地址网络ID取值范围为224-239

  • E类地址：以1111开头，保留为今后使用

    • E类地址网络ID取值范围为240-255

  • 只有ABC类地址才能分配给主机

  • 主机ID为全0，表示主机所在的网段

  • 主机ID为全1，表示主机所在网段的全部主机（广播）

子网掩码CIDR(Classless Inter-Domain Routing)表示法

  • 192.168.1.100/24 代表子网掩码有24个1，即255.255.255.0
  • 144.168.1.100/16 代表子网掩码有16个1，即255.255.0.0

网络划分

  • 子网：将子网掩码在原基础上添加1的个数
  • 超网：将子网掩码在原基础上减少1的个数
  • 判断子网和超网：根据网络类型划分判断子网掩码中1的个数添加了还是减少了

路由

  • 在不同网段之间转发数据，需要有路由器的支持
  • 默认情况下，路由器只知道和它直连的网段，非直连的网段需要通过静态路由、动态路由获取
  • 静态路由：管理员手动添加，只适用于小规模网络，网络和子网掩码配置为目标ip的网段，可以全设置为0表示全网段，下一跳表示访问的路由器地址
  • 动态路由：通过路由选择协议(RIP、OSPF)自动获取，适用于大规模网络