計算機網絡
指使用一定的通信線路，把地理位置上相對分散的、具有獨立自制能力的計算機系統等連接起來，在一定通信協議的約束與控制下，實現數據交換的目的！
計算機網絡體系結構
計算機網絡體系結構是一個分層次的模塊式結構，每一層完成一個功能，這種流式化的結構能提高生產力！
網絡分層的好處
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促進了標準化
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各層次相互獨立，技術升級和擴展靈活性好
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便于方案的設計
開放系統互連基本參考模型 OSIRM 簡稱 OSI
這個模型是由 ISO 標準化組織定義的
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物理層：用來定義各設備的物理規范：通信支持距離，線的粗細，線芯的大?。ǘM制比特流傳輸）
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MAC層： 數據報文的封裝和相應方式 （相鄰節點間的可靠傳輸）
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網絡層 ：定義基于IP地址的通信過程的實現 （尋址和路由的選擇）
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傳輸層用來定義端口的，主機進程與主機進程之間端口之外的其他問題！ (端到端的可靠傳輸)
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會話層：建立會話，完成通信 （主機間會話管理）
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表示層：數據的表示方式；要不要加密等 （數據表示、壓縮與加密）
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應用層：如何實現真正的資源交換的 （提供各種網絡應用接口）
TCP / IP協議
這個是我們真正用到的模型，不是國際化標準！
注意：局域網就只有物理層和數據鏈路層！
網絡體系結構的傳輸
各層上傳輸的數據格式
對等層之間傳送的數據單元稱為PDU（協議數據單元）
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物理層：一最原始的比特流格式傳輸，其PDU為比特
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數據鏈路層：傳輸的單元是幀，一個幀包括多個比特，但一個幀的大小必須是一個整數字節/不同協議的幀大小也不一樣
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網絡層：傳輸的單元是分組（或者是包），一個分組可以包含多個幀，分住的大小也要根據不同協議而定。
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傳輸層：在TCP/IP協議體系當中，TCP是以數據為單元進行傳輸，UDP是以數據包為單位進行傳輸
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會話層、表示層、應用層：以具體的數據報文為單位進行傳輸
通信子網：
是網絡中實現網絡通信功能的設備及其軟件的集合，通信設備、網絡通信協議、通信控制軟件、是網絡的內層，負責信息的傳輸。主要為 用戶提供數據的傳輸，轉接加工，變換等
中繼器、集線器、交換機、通訊線纜、路由器、各種網關引薦等設備資源子網：實現資源共享的設備
主要由網絡的服務器、工作站、共享的打印和其他設備及相關軟件組成。資源子網的主題為網絡資源設備
包括
用戶計算機、網絡存儲系統、網絡打印機、獨立運行的網絡數據設備、網絡終端、服務器、網絡上運行的各種資源軟件、數據資源等、
物理層與數據鏈路層
物理層就是地基，為了解決物理層傳輸層出現的錯誤核問題提出了數據鏈路層,物理層提供了物理的傳輸通路，數據鏈路層提供了邏輯的通路！
物理層的通信介質是不同的 為了統一傳輸道路！ 聯立一個邏輯的鏈路
數據鏈路的管理
封裝成幀
透明傳輸
差錯控制
網橋
網卡是工作在數據鏈路層！
網橋用來連接不同的網段（只是不同物理位置的網絡）的計算機，不是直接連主機，連接集線器！
網橋的學習過程
交換機
交換機是具有多個交換端口，數據轉發率很高，更強的MAC地址系統學習功能 ，（在燈的閃爍時自動學習），交換機工作在數據鏈路層！交換機內部是矩陣式 排列！
接上端口時就會廣播（燈會閃爍）動態學習MAC地址
以太網的MAC幀
前導：主要是為了實現幀的同步
FCS：是為了校驗
VLAN（虛擬局域網）
把現實的大的交換網絡劃分成虛擬的小的交換網絡，減小二層網絡中廣播流量對整個交換網絡的影響！
VLAN是一個二層協議，VLAN之間是獨立的，沒有物理連接！VLAN之間的通信就需要網絡層解決！
一個VLAN可跨越多臺物理交換機，這就是VLAN的中繼功能！
網絡層
連接兩個不同的網段！構建一個中間通信子網的作用！網絡層相當于車站！關注的是如何將分組從源端沿著網絡路徑傳送到目標端。網絡層是端到端的！
目前主流的 IPv4 三個協議：
IP（因特網協議）
ARP（地址解析協議）
ICMP（因特網控制消息協議）
IPv6 ：
IPv6，ICMPv6、ND（鄰居發現協議） 、MLD（組播幀聽器發現）協議
IP協議的基本功能：
就是把數據報在互聯網上傳輸，通過將數據報在一個個IP模塊間傳送直到目的模塊來達到目的。 分為 尋址、 數據報的封裝、分段與重組！
ARP是將IP地址解析為以太網MAC地址的協議！是一個獨立的三層協議！
TCP可靠通信
套接字：
瀏覽器默認解析是 http 服務，80端口！
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應用的通信靠的是發起的進程
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進程與進程之間的通信靠的是套接字！
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TCP連接的每一端（應用）都必須設有兩個窗口，一個發送一個接受，這四個窗口是可變的，叫做滑動窗口??！
中間的幾個標志位的含義
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URG ： 當此為1時，表示緊急指針字段有效。它告訴系統此報文段有緊急數據，應當盡快處理（相當于高優先級的數據）
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ACK： 確認ACK；當此位為1時字段才有效，當為0時確認號無效
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PSH： 為1時，就盡快的交付接受應用進程，而不等到整個緩存都填滿了再上交付
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RST： 復位重置控制位！ 當此位為1時，就需要從新發起請求，從新建立連接
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SYN： 同步控制位；2為1時表示這是一個連接的請求，或正在接受報文！
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FID： 終止連接！當此位為1時，表示此報文的發送端發送完畢，請求關閉建立！
三次握手
UDP
發送之前不需要建立連接，盡最大努力交付不保證可靠交付，同時也不使用擁塞控制；是面向報文的！支持一對一，一對多，多對一，多對多的交互通信！
UDP開銷小，速度快！
IP地址與子網劃分（IPv4）
子網掩碼就是為了獲取網絡地址
與算法 網絡ID全為1、主機ID部分全為0 網絡ID用來確認網絡，主機ID用來確定每個網絡中有的IP地址數 網絡地址。主機部分全為0的地址 廣播地址。主機部分全為1的地址 通過IP地址就能標示每個網絡！方便管理，所以不用MAC做地址
a、b、c 用于單播通信，D組播地址、E保留地址
A類：
0 000 0001 - 0 111 1111: 1-127 特性：N.H.H.H 默認掩碼：255.0.0.0 網絡數：1-126 每個網絡中的主機位： 全1為：廣播地址 全0為：網絡地址 每個網絡中可以容納多少個主機：2^24-2 回環：127.0.0.0/8 私有地址：10.0.0.0/8
B類：
10 00 0000 - 10 11 1111：128-191 特性：N.N.H.H 默認掩碼：255.255.0.0 網絡數：2^14 每個網絡中的主機： 每個網絡中可容納多少個主機：2^16-2、 172.16.0.1 - 172.31.255.254 /12 私網：10.0.0.0 - 255.0.0.0 私有地址：172.16.0.0/16-172.31.0.0/16 172.16.0.0/12
C類：
110 0 0000 - 110 1 1111: 192-223 特性：N.N.N.H 掩碼：255.255.255.0 網絡數：2^21 每個網絡中的主機位： 每個網絡中可容納多少個主機：2^8-2 192.168.0.0 - 255.255.0.0 /16 私有地址：192.168.0.0/24-192.168.255.0/24 192.168.0.0/16
D類：組播地址
E類：預留地址
自動獲得的地址，169.254.0.0 沒有DHCP服務器，但是電腦有時自動獲取地址時用到的地址。
無分類模式！
子網
分子網： 全0全1（最后一段00000000 11111111）不能用 一個大網劃分成若干個小網 網絡ID向主機ID借位（紅色），子網數2^n 一個網段的主機數=2^主機位數-2 主機ID位數=32-網絡ID位數 網絡ID=IP相與子網掩碼 損失IP=(子網數2^n-1）*2
————————————————————————————–上圖來源于強哥
將Linux主機接入到網絡中：
IP/NETMASK：本地通信 路由（網關）：跨網絡通信 DNS服務器地址：基于主機名的通信 主DNS服務器地址 備用DNS服務器地址 第三備份DNS服務器地址
網絡接口命名方式：
傳統命名：
以太網：ethX, [0,oo)，例如eth0, eth1, ... PPP網絡：pppX, [0,...], 例如，ppp0, ppp1, ...
可預測命名方案（CentOS）：
支持多種不同的命名機制： Fireware, 拓撲結構 (1) 如果Firmware或BIOS為主板上集成的設備提供的索引信息可用，則根據此索引進行命名，如eno1, eno2, ... (2) 如果Firmware或BIOS為PCI-E擴展槽所提供的索引信息可用，且可預測，則根據此索引進行命名，如ens1, ens2, ... (3) 如果硬件接口的物理位置信息可用，則根據此信息命名，如enp2s0, ... (4) 如果用戶顯式定義，也可根據MAC地址命名，例如enx122161ab2e10, ... 上述均不可用，則仍使用傳統方式命名； 命名格式的組成： en：ethernet wl：wlan ww：wwan 名稱類型： o<index>：集成設備的設備索引號； s<slot>：擴展槽的索引號； x<MAC>：基于MAC地址的命名； p<bus>s<slot>：基于總線及槽的拓撲結構進行命名；
練習
例：180.200.210.123/16 劃分14個子網，最小和最大的子網IP范圍，每個子網IP最多多少
算出網絡ID 180.200.210.123 相與255.255.0.0 結果 180.200.00000000.0 借4位（最多可劃16個子網） 網絡位16+4=20 主機位32-20=12 主機數=2^12-2=4094 0子網 180.200.0000 0000.00000001 180.200.0.1 180.200.0000 1111.11111110 180.200.15.254 13子網 180.200.1101 0000.00000001 180.200.208.1 180.200.1101 1111.11111110 180.200.223.254 將最大的子網再分成28子網給本子公司的各部門使用，求最大子網和最小子網ID？ 借5位（最多可劃32個子網） 180.200.1101 0000.0 0000001 180.200.208.0/25 第1個子網的網絡id 180.200.1101 1101.1 0000000 （180.200.1101 1111.1 1111110 最大IP：180.200.223.254） 180.200.221.128/25 第28個子網的網絡id
2.將 10.100.208.0/20 網絡劃分成 8 個子網，寫出各子網的 IP 范圍。
10.100.1101 000 0.00000000 10.100.1101 111 0.00000000 /23 子網掩碼 ：255.255.254.0 10.100.1101 000 0.00000001 - 10.100.1101 000 1.11111110 10.100.208.1-10.100.209.254 10.100.1101 001 0.00000001 - 10.100.1101 001 1.11111110 10.100.210.1 - 10.100.211.254 10.100.1101 010 0.00000001 - 10.100.1101 010 1.11111110 10.100.212.1 - 10.100.213.254 10.100.1101 011 0.00000001 - 10.100.1101 011 1.11111110 10.100.214.1 - 10.100.215.254 10.100.1101 100 0.00000001 - 10.100.1101 100 1.11111110 10.100.216.1 - 10.100.217.254 10.100.1101 101 0.00000001 - 10.100.1101 101 1.11111110 10.100.218.1 - 10.100.219.254 10.100.1101 110 0.00000001 - 10.100.1101 110 1.11111110 10.100.220.1 - 10.100.221.254 10.100.1101 111 0.00000001 - 10.100.1101 111 1.11111110 10.100.222.1 - 10.100.223.254
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