用戶應用程序對網絡的影響:
- 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,但并非關鍵性因素
- 交互式應用程序
庫存查詢、數據庫更新
人機交互
因為用戶需等待響應,所以響應時間很重要,但并非關鍵性因素,除非要等待很長時間
- 實時應用程序
Volp? 、視頻
人與人的交互
端到端的延時至關重要
網絡的特征: 速度、成本 、安全性、可用性、可擴展性、可靠性、拓撲
ATM:?? 異步傳輸模式
OSI:開放系統互聯,網絡國際
ISO??? 國際標準化組織
IOS??? 操作系統一種(蘋果操作系統)
物理拓撲:描述了物理設備的布線方式
總線拓撲(所有設備均可接收信號)
環狀拓撲(信號繞環傳輸,單一故障點)
星型拓撲(通過中心點傳輸,單一故障點)
擴展星型拓撲(比星型拓撲的復原能力強)
雙環拓撲(信號沿相反方向傳輸,比單環的復原能力更強 例如:FDDI城市網絡)
全網狀拓撲(容錯能力強,實施成本高)
部分網狀拓撲(在容錯能力與成本之間尋求平衡)
邏輯拓撲:描述了信息在網絡中流動的方式
網絡模型分層是為了: 降低復雜性、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
OSI七層模型:
物理層:二進制傳輸;為啟動、維護及關閉物理鏈路定義了電氣規范、機械規范、過程規范和功能規范
數據鏈路層:訪問介質;定義如何格式化數據以便進行傳輸以及如何控制對網絡的訪問,支持錯誤檢測
網絡層:數據傳輸;路由數據包,選擇傳遞數據的最佳路徑,支持邏輯尋址和路徑選擇
傳輸層:傳輸問題;確保數據傳輸的可靠性,建立、維護和終止虛擬電路,通過錯誤檢測和恢復,信息流控制來保障可靠性
會話層:主機間通信;建立、管理和終止在應用程序之間的會話
表示層:數據表示;確保接收系統可以讀出該數據,格式化數據,構建數據,協商用于應用層的數據傳輸語法,提供加密
應用層:網絡進程訪問應用層;為應用程序進程(例如,電子郵件、文件傳輸和終端仿真)提供網絡服務,提供用戶身份驗證
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
物理層的 PDU是數據位 bit
數據鏈路層的 PDU是數據幀 frame
網絡層的PDU是數據包 packet
傳輸層的 PDU是數據段 segment
其他更高層次的PDU是消息 message
三種通訊模式:單播(unicast)、組播(multicast)、廣播(broadcast)
IEEE 定義的無線網絡標準:802.11a/b/g/n/ac
定義的以太網的標準:802.3
定義的trunk協議標準:802.1Q
單工:單向傳輸數據? ,例如:收音機、廣播電臺、
雙工:半雙工(輪流雙向傳輸數據 例:對講機)、全雙工(同時雙向傳輸數據 例:手機)
沖突檢測的載波偵聽多路訪問CSMA/CD
監聽信道,空閑發送數據;發生碰撞,等待隨機時間,在發送
Hub集線器:
Hub:多端口的中繼器
Hub并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
Hub的特點: 共享帶寬,? 半雙工,基于廣播機制
沖突域:任意一臺電腦發送單播數據,與另一臺主機發生沖突,即在一個沖突域中
廣播域:任意一臺主機發送廣播數據,其余主機接收到數據,即在一個廣播域中
交換式以太網的優勢:擴展了網絡帶寬;使網絡沖突被限制在最小的范圍內;交換機作為更加智能的交換設備,能夠提供更多用戶所要求的的功能:優先級、虛擬網、遠程監測。。。。
以太網橋的工作原理:(隔斷沖突域,不能隔斷廣播域)
以太網橋監聽數據幀中源MAC地址,學習源MAC,建立MAC表 ,根據目標mac地址轉發數據
對于未知MAC地址,網橋將轉發到除接收該幀的端口之外的所有端口
當網橋接到一個數據幀時,如果該幀的目的位于接收端口所在網段上,它就過 濾掉該數據幀;如果目的MAC地址在位于另外一個端口,網橋就將該幀轉發到 該端口
當網橋接到廣播幀(全1)時候,它立即轉發到除接收端口之外的所有其他端口
數據鏈路層設備:以太網、網橋、交換機
網絡層設備:路由器、wifi
網卡工作在數據鏈路層和物理層
物理層設備:雙絞線
Hub和交換機:
集線器屬于OSI的第一層物理層設備,而網橋屬于OSI的第二層數據鏈路層設備
從工作方式來看,集線器是一種廣播模式,所有端口在一個沖突域里面。網橋 的可以通過端口隔離沖突
Hub是所有共享總線和共享帶寬。網橋每個端口占一個帶寬
mii-tool? -v?? eth0??? 或??? ethtool?? eth0???? //查看網卡的工作模式及其他信息
路由器:(隔離廣播域)網絡層設備
route?? -n?? //查看路由表
為實現路由,路由器需要做下列事情:分離廣播域、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
路由:把一個數據包從一個設備發送到不同網絡里的另一設備上去。這些工作依靠路由來完成。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。
VLAN:分離廣播域、安全、靈活管理
連接兩個交換機的線路:trunk (可傳輸多個VLAN數據)
trunk 傳輸時修改幀結構,打上VLAN標簽
分層的網絡架構:
核心層(企業級用用快速轉發)
分布層(廣播域,路由,安全,遠程接入,訪問層匯聚)
訪問層(終端接入)
TCP/IP協議棧:(傳輸控制協議/因特網互聯協議)
共定義了四層:網絡訪問層、Internet層、傳輸層、應用層
/etc/services??????? //該文件中保存了所有的協議類型
端口號:用來唯一標識協議(服務器端端口固定,客戶端端口隨機)
TCP協議端口:
下層協議為上層協議服務
應用層協議:http 80 ,https 443 ,ftp 21 ,nfs ,dns 53 ,tftp 69 ,smtp25 ,pop3 ?110,imap ,telnet 23 ,ssh ?22,QQ,mysql 3306,oracle 1521,? sql server 1433
傳輸層協議:tcp? ,udp? {支持多路會話,分段,(流控制,面向連接,可靠性)與協議相關}
Internet層協議:IP??? ICMP(判斷網絡的狀態) IGMP(用于多播)? ARP?? RARP
TCP特性:(面向連接的可靠性協議)
工作在傳輸層、面向連接協議、全雙工協議、半關閉、錯誤檢查、將數據包打包成段排序、確認機制、將數據恢復重傳、流量控制滑動窗口、擁塞控制 慢啟動和擁塞避免算法
擁塞控制四部分:慢啟動、擁塞避免、快速重傳和快速恢復
當前所使用的擁塞控制算法:? /proc/sys/net/ipv4/tcp_congestion_control
Tcp三次握手?
?Tcp四次揮手
UDP特性:(非連接的不可靠協議)
工作在傳輸層、提供不可靠的網絡訪問、非面向鏈接協議、有限的錯誤檢查、傳輸性能高、無數據恢復特性
Internet協議特征:
運行于OSI網絡層、面向無連接的協議、獨立處理數據包、分層編址、盡力而為傳輸、無數據恢復功能
ARP地址解析協議:(三次握手前獲得ARP表,存放Mac地址,基于廣播機制)
arp? -n???? //查看ARP協議表
RARP:反向地址解析協議
IP地址:唯一標識IP網絡中每臺設備
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
echo?? 128? >/proc/sys/net/ipv4/ip_default_ttl?? ??//修改TTL時間,冒充WindowsIP有類IP地址分類:
公式:網絡(網段數)=2^可變網絡ID數
每個網絡中的主機數=2^主機ID數-2 (主機ID全0代表網段號;全1代表廣播)
劃分子網數=劃分成2^n個(n為網絡ID向主機ID借n位)
A類: 0 000 0000 – 0 111 1111: ?1-127 (前8位網絡ID)
網絡數:2^7-2(全0和01111111有特殊含義,舍去)
每個網絡中的主機數:2^24-2? (每個網段中主機ID全0,全1不可用)
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: 240-255(保留狀態)
無類IP地址分類(CIDR無類域間路由):
???????? 表示法:IP地址/網絡ID位數
結合子網掩碼(netmask)來區分網絡ID和主機ID{用1來標記網絡ID,0標記主機ID}
計算網絡ID:IP地址與子網掩碼對位做與運算
00000000? 0
10000000? 128
11000000? 192
11100000? 224
11110000? 240
11111000? 248
11111100? 252
11111110? 254
11111111? 255
????????? 練習1:200.222.123.23/26??
?????????? 子網掩碼:255.255.255.192???? 主機數:2^6-2
????????? 練習2:? A:192.168.1.100/16
????????????????????? B:?? 192.168.2.100/24
?????????? A –>? B:?
??????????????????? 192.168.1.100 & 255.255.0.0????? 192.168.0.0
???????????????????? 192.168.2.100 & 255.255.0.0????? 192.168.0.0
???????????????????? =???? 在同一網段
?????????? B –>?A:
??????????????????? 192.168.2.100 & 255.255.255.0????? 192.168.2.0
????? ???????????????192.168.1.100 & 255.255.255.0????? 192.168.1.0
???????????????????? =!???? 不在同一網段
????????? 練習3: 192.168.199.111/21
????????????????? 網絡ID:192.168.192.0
????????????????? 子網掩碼:255.255.248.0
????????????????? 主機數:2^11-2
????????????????? Min ?ip? :192.168.192.1/21
????????????????? Max ip :? 192.168.199.254/21
公共IP地址:
私有IP地址:
特殊地址:
子網劃分:網絡ID位向主機ID位借位,借n位,劃分2^n子網
將一個大網絡(網絡ID位數少,主機ID多)劃分成小網絡(主機ID少,網絡ID多)
練習1:10.0.0.0/8劃分32個子網
新的子網的子網掩碼: 255.248.0.0
新的子網存放最多的主機ID數:2^19-2
新的子網的Min netID: 10.0.0.0/13
Max? NetID:? 10.248.0.0/13
Max? NetID :? minIP:10.248.0.1/13???????????? maxIP:10.255.255.254/13
練習1:10.248.0.0/13劃分17個子網
新的子網的子網掩碼: 255.255.192.0
新的子網存放最多的主機ID數:2^14-2
新的子網的Min netID: 10.248.0.0/18
10.252.0.0/18? (實際使用的最大網絡)
Max? NetID:? 10.255.192.0/18(理論上的最大網絡)
Max? NetID :? minIP:10.252.0.1/18???????????? maxIP:10.252.63.254/18
網絡聚合:(合并超網:將多個小網劃分成一個大網)主機ID位向網絡ID位借位
跨網絡通信:路由
單臂路由(router-on-a-stick):是指在路由器的一個接口上通過配置子接口(或“邏輯接口”,并不存在真正物理接口)的方式,實現原來相互隔離的不同VLAN
路由分類:主機路由、網絡路由、默認路由
優先級:精度越高,優先級越高
route??? -n?? //查看路由表
路由表組成:
- 目標:數據包發送的目標路徑
- Netmask(掩碼)
- Interface(接口):本路由器的出口
- Gateway: 1>直連:不需要配置??? 2>非直連:下一個路由器鄰近本路由器的接口IP
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