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TCP-IP计算机网络基本概述

20世纪60年代 阿帕网 关键技术: 分组交换技术 (将传输的数据加以分割,在每段数据前加一个接收信息的地址标识,实现信息传递,传到目标后进行数据重组) 军事上

20世纪70年代末 ~ 80年代初 关键技术: TCP/IP (TCP/IP不同厂家生产的计算机可以相互通信

20世纪90年代中期 关键技术: Web 技术 (整合传统语音、数据和电视网络,以及各种Web 出现应用) 民用上

数据的结构和形式以及数据传输的顺序

清楚如何解释数据的每个部分,每个部分的含义

: 何时发送数据和频率

: 必须遵守相应的标准化组织(标准比协议更强制性)

: 交换机:主机负责连接局域网

                    路由器: 实现不同局域网之间通信,用于数据包寻找合理路径

 防火墙:  抵御外网入侵、外网攻击的设备

VPN设备: 穿越公共网络的虚拟专用网 (实现安全的远程连接设备)

: 利用无线电波作为信息传递媒介(无线信号发送器和无线信号接收器;常见的: 无线路由器、无线网桥、无线网卡等)

 网络中有中心节点(易于实现,易于网络扩展、易于故障排查;中心节点压力大)

每个节点至少与其他两个节点相连(优点:可靠性高,能实现链路备份;组网成本太高)

注意: 实际组网过程中应是星型拓扑和网型拓扑相结合使用

将一个复杂的问题分成不同的子过程,每个问题对应一层,每一层实现一层的功能 (复杂问题简单化)

  1. 主要功能是完成相邻节点之间原始比特流的传输  (负责真正的数据传输)
  2. 负责将上层(网络层)数据封装成固定格式的帧,进行硬件地址寻址 (MAC地址)  (全球唯一性)(会在帧尾部加上校验信息,发现数据错误可以重传)
  3. 实现数据从源端到目的端的传输 (实现不同网络路径选择) 进行逻辑地址寻址(IP 地址)
  4. 实现网络中不同主机上用户进程间的数据通信 (决定对会话层的用户提供什么样的服务)
  5. 允许不同机器上的用户建立会话关系
  6. 完成特定功能,,确定所传送信息的语法和语义 (决定数据以什么形式进行发送) (进行数据的压缩、解压;加密、解密等工作)
  7. 包含大量人所普遍需要的协议   (为人服务)

OSI 参考模型没有考虑任何一组特定的协议,而TCP/IP 参考模型与 TCP/IP 协议簇吻合,以TCP/IP 协议作为传输数据的基础;TCP/IP 更贴近真实工作应用环境

  1. 应用层  (为用户服务) : http  (访问网站的前提)  FTP (实现上传下载的前提)

SMTP (发送邮件、接收邮件的前提) 、 DNS (上网的前提)等

  1. 传输层: TCP 协议(可靠的进程到进程的通信协议,安全)  UDP 协议(不可靠的进程通信协议,传输效率高)
  2. 网络层: 统称为IP协议(网际协议);  ARP 协议(地址解析协议)、 ICMP (网际控制报文协议)、RARP (逆地址解析协议) 、IGMP (网际组管理协议)
  3. : 没有定义任何特定协议,支持所有标准的专用的协议

数据会被翻译成网络世界的语言(二进制编码数据)(把字母、汉字、单词、图片、视频、声音等进行转换)

上层数据会被分割成小的数据段,并在每个分段后封装TCP报文头部 (一旦数据传输错误,只需重传一小段数据即可)

上层数据 + TCP头部 =  数据段   (TCP头部: 包含TCP协议或UDP协议,并包含端口号信息,一个程序会有相应的进程对应)

 会在数据段基础上封装上IP 头部 变成数据包 (IP 头部中关键信息是 IP地址,进行逻辑寻址所必须的) (封装源IP和目标IP)

会在数据包的基础上封装上 MAC头部,变成数据帧 (MAC 头部中最关键的信息就是MAC 地址;全球唯一,用来进行物理地址寻址)

物理层会将所有的二进制信息组成的比特流转换成电信号在网络中传输

会将电信号转换成二进制数据,传给数据链路层

: 查看目标MAC是否与自己吻合(如果吻合就会将MAC 头部拆除,传给网络层;如果不吻合,直接丢弃数据)

检查数据的IP 地址是否和自己吻合(如果相同就去除IP头部,传给传输层;如果不相同就直接丢弃)

:会根据TCP头部判断该数据应该由哪个协议或程序接收,将分段数据进行重组,去除TCP头部,传给应用层)

: 将二进制数据进行解码,来将发送方发的原始数据展示出来

协议数据单元,指同层之间传递的数据单位;是数据段、数据包、数据帧、比特流的统称

注意: 各层之间传输数据,要遵循相同的协议;(数据在经过设备时始终在进行解封装与封装的过程)

是传递信息的媒介;只有在有信号的情况下才能去传输数据

                :信号参数(幅度、频率等)大小连续变化的电磁波

                是不连续变化的物理量,变化幅度只有0和1两种状态,又称为“二

                进制”信号

:不管是模拟信号,还是数字信号在传输过程中都会受到外界的干扰(噪声和衰减等)已及传输介质本身阻抗等特性产生失真

  1. 抗干扰能力更强
  2. 远距离传输仍然能保证传输质量

双绞线由8根铜线组成,两两绞合在一起(用来抵御一部分电磁波的干扰,扭线越密,抗干扰能力越强)

:一般用于电磁干扰复杂的环境和室外布线

                               :普通环境,基本上是室内布线

                               :带宽性能是1 ~ 100MHz,适用于 100 M网络

                               (Cat 5e):5类线的升级,相比较衰减更小,串扰更少;理

论上支持 1000 M网络

                               性能更优,适用于 1000 M的网络(串扰和回波损耗

                               方面更优)

                               更高的传输带宽,但是没有广泛应用(与RJ-45接

                                  口不兼容)

光导纤维,利用光脉冲的出现表示1 ;不出现表示0  (数字信号),实现光的通信

(光电信号的转换速度跟不上导致10GB/s 的速率是瓶颈)

双绞线的有效传输距离是100 ~150 米;光纤可超过100 Km)

(本身是绝缘体不受电磁干扰;传输的是光信号,不受磁场干扰而消失)

纤芯很细(几微米);光源用的是较贵的半导体激光器;光源质量好,适合远距离传输;带宽更高,耗散更小(成本高,端接复杂)

纤芯粗,光源质量差(发光二极管),传输过程损耗大,传输距离近,带宽低,耗散大(相对便宜,端接简单)

白绿、绿、白橙、蓝、白蓝、橙、白棕、棕

:白橙、橙、白绿、蓝、白蓝、绿、白棕、棕(实际上把线序的1和3 对调;2和6 对调就是另一种线序)

:网线的两端都是568 A的线序或者都是568 B 的线序

:网线的一端是568A的线序,那另一端一定是568 B的线序

:网线的一端是 1~8 的线序;另一端是8 ~1 的线序

:同种设备用交叉;不同种设备用直通;交换机和交换机二者通用;路由器和计算机看成是同种设备

全反线用于对设备(路由器、交换机、防火墙等)的初始管理

                   

基座部分会按照 1~ 8 的顺序亮起,远端部分也会按照1~8 的顺序亮起

:基座部分按照1~ 8 的顺序亮起;远端部分按照 36145278 的顺序亮起

基座部分按照1~8 的顺序亮起;远端部分按照8~1 的顺序亮起

一个用于传输语音、数据、影像和其他信息的标准结构化布线系统,是建筑物或建筑群内的传输网络。使语音和数据通信设备、交换设备和其他信息管理系统彼此相连

  1. 又称服务区子系统(由信息插座、RJ-45跳线和终端设备组成)
  2. 负责将工作区的信息插座连接到管理子系统的配线架上(一般使用的是非屏蔽双绞线)
  3. 一般都是楼层的配线间,是楼层的核心;由交换路由设备、配线架、机柜、服务器等组成
  4. 提供整个建筑物的主干线缆,负责将管理子系统连接到整栋建筑物的核心(设备间子系统)(由主干线缆、中间交换和主交接等组成)
  5. 是整栋建筑物的核心,由电缆、连接器和相关支撑的硬件组成(程控交换机、光缆、双绞线电缆、同轴电缆等组成)
  6. 负责将一个建筑物的电缆延伸到另一个建筑物的通信设备和装置中,实现不同建筑物之间的网络传输

一个标准的工位水晶头的使用量 = 4 个(一般会预留 10% ~ 15 % ,但是都按15% 进行计算)

水晶头的总用量 = 工位数 * 4 * (1+ 15%)

C = [ 0.55 * (L + S ) + 6 ] * n

C = 总长度    L = 管理间到信息点的最长距离

S = 管理间到信息点的最短距离   0.55 = 备用系数

6 = 端接容差   n = 信息点个数

1、数据链路的建立、维护、断开

2、帧的包装、传输及同步

3、差错校验

用来标识主机身份的地址,也就是主机网卡的物理地址(硬件地址);全球唯一性

:由48 位二进制数组成,表示为6段的16进制数

:getmac或ipconfig  /all   命令查看(前24位代表厂商的标识;后24位是厂商给其分配的唯一序号)

注意:第8位为0 时说明其是一个单播地址可以分配给设备使用;第8位为1 时是一个组播地址,不能分配给设备使用

前导码(7字节;物理层的封装) + 帧起始定界符(1字节) + 目的MAC地址(数据链路层封装;6字节) + 源MAC地址 + 类型(标识上层协议类型) + 数据 +帧校验序列(计算从目的MAC地址开始到数据部分结束的校验和)

1、交换机根据MAC地址表转发数据帧

2、如果为已知帧则直接单播转发;如果为未知帧则除源端口外进行广播

3、MAC地址表的老化时间为300 s

1、一无所知状态(无MAC地址表)(初始状态)

2、学习状态(根据数据包学习源MAC地址,添加到MAC地址表中)

3、广播状态(将数据帧从源端口以外的所有端口转发出去)

4、接收方回应(目标方回应,其他主机丢弃)

5、学习状态(将回应的MAC地址也添加到MAC地址表中)

6、实现单播通信

数据只能延单一方向进行传输

:数据可以双向传输但是不能同时进行

:数据可以双向传输且同时进行(效率最高的工作模式)

:如果设备接口的双工模式不匹配可能会出现丢包现象;接口速率也得匹配,否则也会造成以太网链路建立失败,无法正常通信

(使用Console线,一端连接在主机的Com 口,一端连在交换机的Console口)

、打开CRT软件,选择“快速连接”设置协议为“Serial”;端口为和本地的通信端口相同;速率为9600 bit,单击连接

(设备启动后的默认模式,用户管理受极大限制)

  enable (en)(进入特权模式的命令)

(主要用来查看设备的配置)

   Switch # config   terminal   (conf  t  )(进入全局模式)

S(修改设备的全局配置)

   Switch(config)# interface   fastethernet  0/1  (int  f0/1 )(进入接口)

Switch(config-if)#(用来对接口参数做修改配置)

Fastethernet代表百兆位接口     E 代表10兆接口gi代表千兆接口te代表万兆接口

hostname   名字(ho   名字)

show  version   (sh   ver)

show   mac-address-table(sh   mac-a)

show   int   f0/1  (学会查看双工模式和速率)

 duplex    full (全双工) / half(半双工) /auto (自协商)(修改双工模式)

# speed   10/100/1000/auto     (修改速率)

互联网上网络设备和计算机的唯一的通信地址,是主机在互联网上的唯一标识

:由 32 位二进制数组成,实际应用中表示为4段的十进制数

:网络部分 + 主机部分

(一共分 A、B 、C、D、E五类,实际只应用三类)

A

网+主+主+主

1~126

126

224-2

大型网络

B

网+网+主+主

128~191

214

216-2

中型网络

C

网+网+网+主

192~223

221

254(28-2)

小型网络

1、主机位全为0 的是该网络网段;主机位全为1 的是该网络的广播地址,都不能分配给单个的主机使用

127 网段不能使用,主要是用于验证本机是否安装了TCP/IP协议,127.0.0.1称为本地回环地址(可通过ping  127.0.0.1 来验证)

满足企业用户在局域网范围内使用的地址,该地址不能在Internet上使用

: A类: 10.0.0.0 ~10.255.255.255

           B类: 172.16.0.0~172.31.255.255

           C类: 192.168.0.0 ~192.168.255.255

同网段的主机可以直接通信,不同网段主机不能直接通信

:用来判断IP地址的网络地址(网络位)

:32 位的二进制数组成

:网络部分全为1 ,主机部分全为0 就是该网段的子网掩码

:将IP地址和子网掩码全部写成二进制然后做“与”运算得出网段

Switch(config)# line   console  0 = line   con  0   (进入Console口)

Switch(config-line)# exec-timeout  0 0 = exec-t  0  0(永不超时配置)

Switch(config)# line   con   0  (先进入Console口)

Switch(config-line)# logging   synchronous  = logg   syn(永不打断)

(避免输错命令后,交换机误认为是一个域名会进行查询,等待时间过长)

Switch(config)# no   ip   domain-lookup   = no   ip  domain-lo

Router(config)# int   F0/1  (进入路由器的接口)

Router(config-if)# ip   add   IP地址   子网掩码(给接口配置地址)

Router(config-if)# no  shutdown  = no  sh(启动接口)、

注意:路由器的接口IP地址就是该网段的网关地址

(交换机不能直接给接口配置地址,只能给虚拟网络VLAN配置地址,默认情况下所有交换机的接口都属于VLAN1 )

Switch(config)# int   vlan  1  (进入交换机的虚拟局域网接口)

Switch(config-if)# ip   add    IP地址子网掩码

Switch(config-if)# no  sh

1、定义了基于IP协议的逻辑地址(IP地址)

2、是数据通过网络选择最佳路径

3、连接不同的媒介类型

用来表示IP的版本号

:表示IP数据包头部的长度(不包含数据部分);IP头部不固定,最小为20字节

表示数据包在发送过程中的优先程度及服务质量

:记录IP数据包的总大小(IP头部 + 数据部分)

:用来保证分片的数据不会被错误的重组

:用来确定网络中最后一个分片是否发出

:指示分片的数据如何进行重组

表示数据包的生命周期;数据包每经过一个路由器TTL值减1 ;当TTL = 0 时,数据包不再往下转发(为避免数据包无限循环)

:用来表示上层(传输层)所封装的协议( 6 代表 TCP协议;17代表UDP协议)

:错误的检测字段;如果数据在传输过程中没有被改动;则两次计算的校验和相同

:发送方的IP地址

:接收方的IP地址

:可有可无的选项;可填写数据包的创建时间等

将广播地址做为目的地址的数据帧

:网络中能接收到同一个广播所有节点的集合

交换机可转发MAC地址广播;路由器会阻断一切广播

FF-FF-FF-FF-FF-FF

:该IP网段主机位全为1 的地址

通过已知的IP地址去解析对方的MAC地址

:数据在传输过程中需要封装MAC头部;MAC头部中最重要的是MAC地址

1、是一个目的MAC地址为 FF-FF-FF-FF-FF-FF的广播包

              2、一般是网络上的第一个包

              3、ARP条目的老化时间是 120 s

arp   -a

arp   -d(不仅能清除动态学习的;也能清除静态绑定的)

arp  -s   IP地址    MAC地址

:错误的侦测与回馈机制,就是网络中的ping 包,用来验证网络连通性

默认情况下,ping包默认是4个32 字节的包

  1. 可以根据返回信息判断当前速度;丢包率等

1、对方主机开启防火墙拒绝了ping包;2、目标主机不存在)

Destination host unreachable(目标主机不可达):(原因:网关设置错误或者目标主机不存在)

ping    IP地址    -t(Ctrl  + C终止ping )

ping   -a   IP地址

(ping  包默认32字节)   ping   IP地址  -l  指定大小(大小范围是 0 ~ 65500 之间)

4、ping  -n  数字   目标地址  (指定ping 包 的个数)

从源主机到达目标主机所跨越整个互联网络转发数据包的过程

负责转发数据包的设备;能够实现最佳路径的选择

根据路由表转发数据包

是路由器中维护路由条目的集合;路由器会根据路由表的信息做出路径选择

只要给路由器的接口配置IP地址,并让接口处于up 状态

                         :管理员手动添加(小型网络环境)

路由器间相互学习(大型网络)

1、对路由选路进行精确控制,由管理员手动编写

      2、单向的路由

      3、缺乏灵活性(不能随着网络的变化而改变)

是一条特殊的静态路由;当目标网络为一个庞大的地址集合时,用“0.0.0.0  0.0.0.0”来表示目标网络(全网),将所有转发的数据包都从默认接口转发出去(一般用于末梢网络,能精减路由表的大小)

注意:路由器在转发数据包的过程中,源IP地址和目标IP地址始终不变;MAC地址不断的再进行封装和解封装的过程

ip   route   目标网段地址目标网段的子网掩码下一跳接口地址(配置静态路由)

:Router(config)# no  ip   route   目标网段地址目标网段的子网掩码下一跳接口地址

:Router(config)#ip  route  0.0.0.0  0.0.0.0  下一跳地址

ship   route( C 代表直连路由; S 代表静态路由; S* 代表默认路由

上网不能打电话,打电话不能上网(已淘汰,  56KB/s)

上网打电话互不干扰(提供上下行不对称的带宽,下行 8Mb/s ,上行 1 Mb/s)利用现有电话线成本低家庭和小型企业网络

适用于移动办公用户(带宽低、稳定性差,不安全)

高速、稳定、安全(1000 Mb/s)安装复杂、成本高(大、中型企业)

标签: 快速连接器抓料机二极管224

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