網絡基礎(一)

一.網絡發展

獨立模式:計算機之間相互獨立。
網絡互聯:多臺計算機連接在一起,完成數據共享。
局域網(LAN):計算機數量多了,通過交換機和路由器連接在一起。

(1)路由器(Router):是連接因特網中各局域網、廣域網的設備,它會根據信道的情況自動選擇和設定路由,以最佳路徑,按前後順序發送信號。
(2)網絡 交換機,是一個擴大網絡的器材,能爲子網絡中提供更多的連接 端口,以便連接更多的計算機。

路由和交換機之間的主要區別:
一、路由器可以給你的局域網自動分配IP,虛擬撥號,就像一個交通警察,指揮着你的電腦該往哪走,你自己不用操心那麼多了。交換機只是用來分配網絡數據的。交換機用來共享一根網線,路由器用來共享一個IP。

二、路由器在網絡層,路由器可以處理TCP/IP協議,交換機不可以,交換機在數據鏈路層。路由器根據IP地址尋址,交換機根據MAC地址尋址。

三、路由器可以把一個IP分配給很多個主機使用,這些主機對外只表現出一個IP。交換機可以把很多主機連起來,這些主機對外各有各的IP。

四、路由器提供防火牆的服務,具有虛擬撥號上網功能,交換機不具備這些功能。

五、集線器、交換機都是做端口擴展的,就是擴大局域網(通常都是以太網)的接入點,也就是能讓局域網可以連進來更多的電腦。路由器是用來做網間連接,也就是用來連接不同的網絡。交換機構成局域網,路由器構成廣域網。

廣域網(WAN):將遠隔千里的計算機連接在一起。
同一個網段(局域網中)兩臺主機可以通信。

二.網絡協議

1.OSI七層模型
(1)物理層:負責光/電信號的傳遞方式,比如現在以太網通用的網線(雙絞線)
早期以太網中採用的同軸電纜(現在主要應用於有線電視),光纖,現在的wifi無線網使用的電磁波都屬於物理層的概念。
物理層的能力決定了最大傳輸效率,傳輸距離,抗干擾性等,集線器(Hub)工作在物理層信號放大。
(2)數據鏈路層:負責設備之間的數據幀的傳送和識別,例如網卡設備的驅動,幀同步(就是說從網線上檢測到什麼信號算作新幀的開始),衝突檢測(如果檢測到衝突就自動重發),數據差錯效驗等工作,有以太網,令牌環網。無限LAN等標準,交換機工作在數據鏈路層。
(3)網絡層:負責地址管理和路由選擇,列入在IP協議中,通過IP地址來標識一個主機,並通過路由表的方式規劃出兩臺主機之間的數據傳輸的線路,路由器工作在網絡層。
(4)傳輸層:負責兩臺主機之間的數據傳輸,如傳輸控制協議,能夠確保數據可靠的從源主機發送到目標主機。解決將數據傳輸的前提下,提供策略問題
(5)會話層:通信管理,負責建立和斷開通信連接(數據流動的邏輯電路),管理傳輸層以下的分層。
(6)表示層:設備固有數據格式和網絡標準格式的轉換。(接收不同表現形式的信息,如文字流,圖像,信息等)
(7)應用層:負責應用程序之間的溝通,如簡單電子郵件傳輸(SMTP),文件傳輸協議(FTP),網絡遠程訪問協議(Telnet)等,我們的網絡編程主要針對應用層
2.TCP/IP五層協議
在這裏插入圖片描述
還有一個物理層,屬於硬件方面(這裏不做過多的說明)。
1.數據包的解包和分用:
除了頂層協議,其餘大部分協議在報頭中都包含如何解包和分用的字段。
(1)不同的協議層對數據包有不同的稱謂。在傳輸層叫段,在網絡層叫數據報,在鏈路層叫幀。
(2)應用層數據通過協議棧發到網絡上時,每一個協議都要加上一個數據首部(稱爲封裝)。
(3)數據首部中包含了一些類似於首部有多長,載荷有多長,上層協議是什麼等信息。
(4)數據封裝成幀之後發送到傳輸介質上,到達目的主機之後,每層協議在剝掉相應的首部,根據首部中的相應字段,將數據交給相應的上層協議處理。
2.數據的分用過程:
(1)根據TCP或者UDP首部的端口號進行分用
(2)根據IP首部的協議值進行分用
(3)根據以太網首部的幀類型進行分用
3.地址管理
IP地址不變,MAC地址改變
認識IP地址:
(1)IP協議有兩個版本,IPV4和IPV6,沒有特殊的說明,默認的就是IPV4;
(2)IP地址是在IP協議中,用來標識網絡中不同主機之間的位置。
(3)對於IPV4來說,IP地址是一個4字節,32位的整數。
認識MAC地址:
(1)MAC地址用來識別數據鏈路層中向連的節點。
(2)長度位48位,及6個字節,一般用16進制數字加冒號的方式來表示(08:00:27:03:fb:19)
(3)在網卡出廠的時候就已經確定了,不能修改,MAC地址通常是唯一的
(虛擬機中的MAC地址不是真實的MAC地址,可能會衝突,也有些網卡支持用戶的MAC地址)

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