Linux基礎命令-網絡基本知識

網絡基本知識

一、網絡概念

1. 什麼是網絡

2. 資源共享的功能和優點

數據和應用程序
資源
網絡存儲
備份設備

3. 網絡應用程序

a. 網絡應用程序

1.Web 瀏覽器（Chrome、IE、Firefox等）
2.即時消息（QQ、微信、釘釘等）
3.電子郵件（Outlook、foxmail 等）
4.協作（視頻會議、VNC、Netmeeting、WebEx 等）
5.web網絡服務（apache，nginx，IIS）
6.文件網絡服務（ftp ，nfs，samba）
7.數據庫服務（ MySQL，MariaDB，MongoDB)
8.中間件服務（Tomcat，JBoss）
9.安全服務（Netfilter）

b. 用戶應用程序對網絡的影響

1.批處理應用程序
	FTP、TFTP、庫存更新
	無需直接人工交互
	帶寬很重要，但並非關鍵性因素
2.交互式應用程序
	庫存查詢、數據庫更新
	人機交互
	因爲用戶需等待響應，所以響應時間很重要，但並非關鍵性因素，除非要等待很長時間
3.實時應用程序
	VoIP、視頻
	人與人的交互
	端到端的延時至關重要

c. 網絡的特徵

1.速度
2.成本
3.安全性
4.可用性
5.可擴展性
6.可靠性
7.拓撲

4. 物理拓撲分類

物理拓撲描述了物理設備的佈線方式

a.邏輯拓撲

邏輯拓撲描述了信息在網絡中流動的方式

b.總線拓撲

所有設備均可接收信號

c.星型拓撲

通過中心點傳輸
單一故障點

d.擴展星型拓撲

比星型拓撲的復原能力更強

e.環拓撲

信號繞環傳輸
單一故障點

f.雙環拓撲

信號沿相反方向傳輸
比單環的復原能力更強

g.全網狀拓撲

容錯能力強
實施成本高

h.部分網狀拓撲

在容錯能力與成本之間尋求平衡

5. 瞭解主機到主機通信

舊模型
	• 專有產品
	• 由一個廠商控制應用程序和嵌入的軟件
基於標準的模型
	• 多廠商軟件
	• 分層方法

二、OSI模型

1. OSI（Open System Interconnection）

降低複雜性
標準化接口
簡化模塊化設計
確保技術的互操作性
加快發展速度
簡化教學

a.物理層

b.數據鏈路層

c.網絡層

d.傳輸層

e.會話層

f.表示層

g.應用層

2. 數據

a.數據封裝

b.數據解封

c.對等通信

d.PDU

PDU: Protocol Data Unit,協議數據單元是指對等層次之間傳遞的數據單位
	1.物理層的 PDU是數據位 bit
	2.數據鏈路層的 PDU是數據幀 frame
	3.網絡層的PDU是數據包 packet
	4.傳輸層的 PDU是數據段 segment
	5.其他更高層次的PDU是消息 message

3. 三種通訊模式

a.單播

b.廣播

c.組播

4. 局域網 Local Area Network

a.LAN 組成

1.Computers
	PCs
	Servers
2.Interconnections
	NICs
	Media
3.Network devices
	Hubs
	Switches
	Routers
4.Protocols
	Ethernet
	IP
	ARP
	DHCP

三、網絡設備

1. 網線

a.網絡線纜和接口

b.非屏蔽式雙絞線UTP

c.RJ-45 Connector和Jack

d.UTP直通線(Straight-Through)

e.UTP交叉線(Crossover)

f.雙絞線針腳定義

g.1000BASE-T GBIC

h.Fiber-Optic GBICs

2. 網絡適配器

a.Ethernet Evolution

b.LAN 標準

c.Ethernet Frame結構

d.數據鏈路層

e.MAC地址

f.衝突檢測的載波偵聽多路訪問CSMA/CD

3. Hub集線器

1.Hub：多端口中繼器
2.Hub並不記憶該信息包是由哪個MAC地址發出，哪個MAC地址在Hub的哪個端口
3.Hub的特點：
	共享帶寬
	半雙工

a.集線器Hub和交換機Switch

1.集線器屬於OSI的第一層物理層設備，而網橋屬於OSI的第二層數據鏈路層設備
2.從工作方式來看，集線器是一種廣播模式，所有端口在一個衝突域裏面。網橋
  的可以通過端口隔離衝突
3.Hub是所有共享總線和共享帶寬。網橋每個端口占一個帶寬

4. 以太網橋

交換式以太網的優勢
• 擴展了網絡帶寬
• 分割了網絡衝突域，使網絡衝突被限制在最小的範圍內
• 交換機作爲更加智能的交換設備，能夠提供更多用戶所要求的功能：優先級、
  虛擬網、遠程檢測……

a.以太網橋的工作原理

1.以太網橋監聽數據幀中源MAC地址，學習MAC，建立MAC表
2.對於未知MAC地址，網橋將轉發到除接收該幀的端口之外的所有端口
3.當網橋接到一個數據幀時，如果該幀的目的位於接收端口所在網段上，它就過
  濾掉該數據幀；如果目的MAC地址在位於另外一個端口，網橋就將該幀轉發到
  該端口
4.當網橋接到廣播幀時候，它立即轉發到除接收端口之外的所有其他端口

5. 路由器Router

爲了實現路由,路由器需要做下列事情:
	分隔廣播域
	選擇路由表中到達目標最好的路徑
	維護和檢查路由信息
	連接廣域網

a.路由

路由：把一個數據包從一個設備發送到不同網絡裏的另一個設備上去。這些工
作依靠路由器來完成。路由器只關心網絡的狀態和決定網絡中的最佳路徑。
路由的實現依靠路由器中的路由表來完成

6. VLAN

分隔廣播域
安全
靈活管理

a.IEEE 802.1Q 幀結構

b.VLAN 標籤各字段含義

7. 分層的網絡架構

四、IP地址

1.它們可唯一標識 IP 網絡中的每臺設備
2.每臺主機（計算機、網絡設備、外圍設備）必須具有唯一的地址
3.IP地址由兩部分組成
	• 網絡ID：
		• 標識網絡
		• 每個網段分配一個網絡ID
	• 主機 ID：
		• 標識單個主機
		• 由組織分配給各設備

1.IPv4地址格式：點分十進制記法

2.IP地址分類

A類：
	 0 000 0000 - 0 111 1111: 1-127
	 網絡數：126, 127
	 每個網絡中的主機數：2^24-2
	 默認子網掩碼：255.0.0.0
	 私網地址：10.0.0.0
B類：
	 10 00 0000 - 10 11 1111：128-191
	 網絡數：2^14
	 每個網絡中的主機數：2^16-2
	 默認子網掩碼：255.255.0.0
	 私網地址：172.16.0.0-172.31.0.0
C類：
	 110 0 0000 - 110 1 1111: 192-223
	 網絡數：2^21
	 每個網絡中的主機數：2^8-2
	 默認子網掩碼：255.255.255.0
	 私網地址：192.168.0.0-192.168.255.0
D類：組播
	 1110 0000 - 1110 1111: 224-239
E類：保留未使用
	 240-255

3.公共IP地址

4.私有IP地址

5.特殊地址

1.0.0.0.0
	0.0.0.0不是一個真正意義上的IP地址。它表示所有不清楚的主機和目的網絡
2.255.255.255.255
	限制廣播地址。對本機來說，這個地址指本網段內(同一廣播域)的所有主機
3.127.0.0.1～127.255.255.254
	本機迴環地址，主要用於測試。在傳輸介質上永遠不應該出現目的地址爲
	“127.0.0.1”的 數據包
4.224.0.0.0到239.255.255.255
	組播地址，224.0.0.1特指所有主機，224.0.0.2特指所有路由器。224.0.0.5指OSPF
	路由器，地址多用於一些特定的程序以及多媒體程序
5.169.254.x.x
	如果Windows主機使用了DHCP自動分配IP地址，而又無法從DHCP服務器獲取地
	址，系統會爲主機分配這樣地址

6.保留地址

7.子網掩碼

a.有子網的子網絡掩碼

b.子網掩碼的八位

c.可變長度子網掩碼

d.Subnet地址

8.優化IP地址分配

9.跨網絡通信

1.跨網絡通信：路由
2.路由分類：
	主機路由
	網絡路由
	默認路由
3.優先級：精度越高，優先級越高