计算机与网络基础
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计算机基础
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计算机基础
计算机语言
二进制 由0和1组成 每个0或1大小为1bit（位）
储存单位 1Byte=8bit
计算机字符编码
英文：ASCII编码 每个英文为8bit
简体中文：GB2312编码 每个中文为16bit
繁体中文：big5 每个中文为16bit
现用中文编码为UTF-8
计算机的硬件组成
摩尔定律：每18个月，集成电路的密度增加一倍（性能）
计算机三大件：CPU，主板，内存
CPU性能计算：主频*CPU位数*线程数
主板插槽：PCI最大传输速度66MB/s
IDE最大传输速度133MB/s
SCSI最大传输速度200MB/s
SATA最大传输速度500MB/s
PCI-E 最大传输速度1000MB/s~2000MB/s
DDR3最大传输速度小于2400MB/s
DDR4最大传输速度大于等于2400MB/s
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BIOS简单介绍
主要修改boot启动项
BIOS定义：基本输入/输出系统
CMOS定义：互补金属氧化物半导体储存器，存储bios系统的芯片。
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Windows分区
数据是存储在硬盘block（数据块上）默认大小4KB，还有1KB和2KB的格式
inode：I节点，大小128Byte，给存储在block上的数据定义顺序
1.磁盘分区
MBR分区格式
定义：主引导记录
格式：最大支持2.1TB硬盘，最多支持4个主分区或3个主分区和一个扩展分区，扩展分区最多只能分1个
GPT分区格式
定义：全局唯一标识磁盘分区表
格式：最多支持9.4ZB，在Windows中限制分128个主分区 理论上是不限数量
2.格式化：给分区写入文件系统
文件系统格式：FAT16 最大支持2GB分区
FAT32 最大支持4GB单个文件 （32GB分区，不确定）
NTFS 最大支持64GB单个文件 （2TB分区，不确定）
3.分配盘符：分配给新分区一个标识
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防火墙简单介绍
作用：数据包过滤
Windows：专用防火墙ISA
作用对象：IP地址，MAC地址，端口，协议类型，数据包中的数据
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Windows安装步骤
标准的服务器是有3块硬盘，一般最左边的是第一块，机箱上有标注
多服务器安装
Windows：ghost工具 克隆系统（不稳定）
Linux：dd命令（慢）
都可以用网络批量安装
安装步骤
1．拔网线 （防止局域网中的病毒木马）
2．安装windows
3．安装驱动
4．安装杀毒软件
5．插入网线
6．更新防火墙（windows补丁，杀毒软件）
7．安装常用软件
8．优化系统配置
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虚拟机网卡类型（VMware）
Windows安装在虚拟机中需要最小1GB内存 只是安装时需要
Linux安装在虚拟机中需要最小628MB内存 只是安装时需要
VMware中网络模式区别
可否连接真实网卡 可否连接局域网主机 可否连接公网
桥接模式 可以 可以 可以
NAT模式（注意网关） 可以 不可以 可以
仅主机模式 可以 不可以 不可以
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权限原则
任何文件和目录都不可能有同名，Windows同名是因为扩展名原因
本地权限：本地访问，则本地权限生效
网络权限：网络访问，则网络权限和本地权限同时生效
#这个权限原则是Windows和Linux通用
权限累加：如果一个用户属于多个组，那么权限是多个组的累加
#Windows特有
权限继承：方便新建的文件和目录都有默认权限
#Windows特有
权限拒绝优先：如果一个用户属于多个组，其中有一个组权限是拒绝，那么以拒绝权限优先，#Windows和Linux通用
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动态磁盘管理
Raid（磁盘阵列）
Raid 0 带区卷
Raid 1 镜像卷
Raid 5 在每块硬盘中分出一个区，写入奇偶校验值
Raid 10 先做镜像卷，再做带区卷
Raid 01 先做带区卷，再做镜像卷
硬件Raid才有实际用途，软Raid没有实际用途（能否开机问题）
卷名 磁盘数量 硬盘容量 动态扩容 磁盘容错 速度
简单卷 只能1块 / 用于 不支持 /
跨区卷 至少2块 可以不一致 用于 不支持 /
带区卷 至少2块 必须一致 / 不支持 最快
镜像卷 只能2块 必须一致 利用率50% 支持 最慢
Raid 5 至少3块 必须一致 利用率N-1 支持 较快
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域名分级介绍
FQDN：完全合格域名，在域名后面加"."表示
根域："."表示，全球部署13台
一级域：由国际域名组织分配，不能随意定义（com，org）
二级域：由个人或组织申请到的一级域+二级域必须全球唯一
三级域：由个人或组织自定义的，www刚好是万维网
首选DNS服务器：定义缓存为3天，现在为1天，理论上一个IP要让全球知道只要1天
- 网络基础
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网络接入方法
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拨号连接
- 优点：能上网，电话线上网，不用重新布线
- 缺点：网费贵，网速慢
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ADSL/ADSL2
- 优点：网速相对较快ADSL最大8Mbps，ADSL2最大24Mbps，用电话线上网，不用重新布线
- 缺点：使用电话线上网,极限速度低，动态IP无法用于服务器搭建
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FTTH光纤接入
- 优点：使用光纤接入，网速快，价格合理
- 缺点：使用光纤，需要重新布线，动态IP，无法用于搭建服务器
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固定IP光纤接入
- 优点：网速快，可以用于搭建服务器
- 缺点：费用极其昂贵
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网络设备基本介绍
网络设备
路由器（route）：用于不同网段之间的通信
交换机（switch）：用于同一个网段之间的通信
网络设备厂家
思科Cisco：最贵，应用最广泛，国际标准
华为：价格中等，亚洲普遍使用，与思科系统不同
华三（H3C）：价格最便宜
标准
ISO：国际标准组织（定义了广域网标准）
ANSI：美国国际标准化组织
ITU-T：国际电信联盟，电信标准部
IEEE：电气和电子工程师协会（定义了局域网标准，802.3有线，802.11无线）
网络拓扑图：服务器和网络设备连接线示意图
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ISO/OSI七层模型
ISO：国际标准化组织 OSI：开放系统互联
七层注意事项
1.上三层给用户提供服务，下四层是实际的数据传输
2.下四层单位
传输层：数据段（报文）
网络层：数据包（报文分组）
IP数据包头：共60Byte，20Byte固定，40Byte是可选长度，其中首部长度4bit（描述IP数据包头的大小），总长度：16bit（数据包大小包括所有包头）
数据链路层：帧
物理层：比特流（位）
3.越上层，越智能，越靠近用户，能识别本层和以下的数据。越下层，越傻瓜，越靠近硬件，不能识别上层数据。
4.数据发送时，数据是向下层传输。数据接收时，数据是向上传输
5.数据不能跨层传递，它们通过逻辑接口传递
6.物理层负责数据实际传输，其他层只是逻辑对应
7.OSI模型只是理论模型，不能对应实际的协议和硬件
七层的功能
1.应用层：为用户提供服务，给用户一个操作界面
2.表示层：为数据提供表示（转换二进制），加密，压缩
3.会话层：确认数据是否需要网络传输
4.传输层：
1）对报文进行分组和组装
2）提供传输协议的选择
TCP传输控制协议（可靠的，面向连接的传输协议）
UDP用户数据报协议（不可靠的，面向无连接的传输协议）
3）端口封装
4）差错校验
5.网络层：
1）IP地址编址
2）路由选择
6.数据链路层：MAC地址编址
7.物理层：
1）负责数据实际传输
2）电气特性的定义
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TCP/IP五层模型协议类型
1.应用层：
1）HTTP超文本传输协议（网站访问WEB,Apache，Nginx，IIS）
2）FTP文件传输协议（网络文件传输）
3）TFTP简单文件传输协议（用于交换机和路由器系统重装）
4）SMTP简单邮件传输协议（发信）
5）POP3邮局协议3代（收信）
6）SNMP简单网络控制协议（监控服务器）
7）DNS域名系统（解析IP与域名）
2.传输层：
1）TCP传输控制协议（可靠的，面向连接的传输协议）
2）UDP用户数据报协议（不可靠的，，面向无连接的传输协议）
3.网络层：
1）IP网际协议
2）ICMP互联网控制消息协议（网络探测，ping命令）
3）IGMP互联网组管理协议
4）ARP地址解析协议（IP解析MAC地址）、
5）RARP反向地址解析协议（MAC地址解析IP地址）
4.数据链路层：无协议
5.物理层：
1）PPP点对点协议
2）PPPOE点对点拨号协议
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三次握手工作机制
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基本网络通信
对等网络通信： 私有网络-------私有网络
公有网络--------公有网络
不对等网络通信：私有网络--------公有网络
在对等网络通信中：IP地址永不变，MAC地址每经过一个路由，变化一次
在非对称网络通信中：
应用到NAT技术（网络地址转换）和PAT（多私有IP对应一个公网IP）
优点：私有IP能连接公网
缺点：拖慢速度
广播：网络层，广播IP地址
广播域：广播IP的范围
广播地址：
1）全网广播地址：255.255.255.255
2）单网广播地址：网段192.168.1.255
泛洪：数据链路层，泛洪MAC地址
泛洪地址：FF-FF-FF-FF-FF-FF
ARP：地址解析协议，是把IP解析成MAC地址（是电脑查询未知的MAC地址用的协议）
CSMA/CD：载波监听多路访问
冲突域：产生冲突的范围
集线器：不能分割冲突域
网桥：可以分割冲突域
中继器：信号还原
交换机：包含以上所有功能
MAC地址：48位
网关：默认路由（跨网段功能），本机配置的网关地址
路由：配置的路由规则
网段
逻辑网段：IP网段
物理网段：物理连接的网段
网段的关系
在同一个物理网段中，应该使用同一个逻辑网段
在不同的物理网段中，应该使用不同的逻辑网段
局域网
在同一个路由器节点内的网络是局域网
协议规则
语法，语义，同步
以太网：工作在数据链路层的网络（其中包含1.LLC逻辑链路控制子层，2.MAC介质访问控制子层）
VLAN：虚拟局域网,让交换机拥有分割广播域的功能
VLAN间路由：让分割广播域的交换机相互通信
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IP地址分类
IP数量
IPV6=2128 IP数
IPV4=232=42亿9千多万IP数
224=1千6百多万 IP数 216=65535 IP数 28=255 IP数
IP分类
A类：必须以0开头，IP地址必须以1开头
范围：1.0.0.0-----126.255.255.255
B类：必须以10开头
范围：128.0.0.0------191.255.255.255
C类：必须以110开头
范围：192.0.0.0------223.255.255.255
D类：必须以1110开头（组播地址，不允许使用）
范围：224.0.0.0-----239.255.255.255
E类：必须以1111开头（保留地址，不允许使用）
范围：240.0.0.0-----255.255.255.255
私有IP地址
10.0.0.0-----10.255.255.255
172.16.0.0-----172.31.255.255
192.168.0.0----192.168.255.255
不可用IP段
0.0.0.0---0.255.255.255是不可用网段
127.0.0.2-----127.255.255.255是不可用网段
255.255.255.255是全网段广播
127.0.0.1是本地环回IP，ping通代表网络协议没问题
IP网络地址与主机数
A类：前8位代表网络位，后24位代表主机位
网段数：27-2=126
主机数：224-2
B类：前16位代表网络位，后16位代表主机位
网段数：214
主机数：216-2=65534
C类：前24位代表网络位，后8位代表主机位
网段数：221
主机数：28-2=254
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子网掩码
进制转换
二进制（逢2进1）
128 64 32 16 8 4 2 1
27 26 25 24 23 22 21 20
十进制转二进制
（54）10 水桶法相减(32+16+4+2) 00110110
二进制转十进制(128+32+2=162)
1010 0010
十六进制转换（逢16进1）
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
十六转二进制之后再转十进制
6E （6=0110 E=14=1110） 01101110（转十进制）=110
概念
1、划分公网IP是为了节约IP和降低购买IP费用
2、划分私网IP没有任何意义
子网掩码原则
1、子网掩码必须和IP同时应用，否则没有意义
2、和子网掩码1对应的IP，代表网络位，和子网掩码0对应的IP地址，代表主机数
3、子网中，只有1是连续的，就是合理的
标准子网掩码
A类255.0.0.0
11111111.00000000.00000000.00000000
B类255.255.0.0
11111111.11111111.00000000.00000000
C类255.255.255.0
11111111.11111111.11111111.00000000
子网掩码计算公式
把IP地址和子网掩码的二进制，按位进行逻辑与计算
1、网络地址：有效的子网掩码中，有几个0，就把IP地址换成0
2、广播地址：有效的子网掩码中，有几个0，就把IP地址换成1
3、子网数：有效的子网掩码中，有几个1，子网数就是2的几次方
4、主机数：有效子网掩码中，有几个0，子网数就是2的几次方减2
C类IP地址划分
子网掩码 二进制位数 子网数 主机数
255.255.255.0 /24 1 254
255.255.255.128 /25 2 126
255.255.255.192 /26 4 62
255.255.255.224 /27 8 30
255.255.255.240 /28 16 14
255.255.255.248 /29 32 6
255.255.255.252 /30 64 2
注：可用主机数中，网关占1个，实际还要减1个IP数
划分子网例题一
按位与计算：1与1得1 1与0得0 0与1得0
192.168.1.143/29
网络地址：
11000000.10101000.00000001.10001111 按位与计算
11111111.11111111.11111111.11111000
11000000.10101000.00000001.10001000网络地址136
广播地址：
11000000.10101000.00000001.10001111
11111111.11111111.11111111.11111000 11000000.10101000.00000001.10001111 广播地址143
子网数：25=32
主机数：23-2=6
注：IP地址为广播地址不可用
例题二
192.168.1.0/23
网络地址：
11000000.10101000.00000001.00000000
11111111.11111111.11111110.00000000
11000000.10101000.00000000.00000000 网络地址.0.0
广播地址：
11000000.10101000.00000001.00000000
11111111.11111111.11111110.00000000
11000000.10101000.00000001.11111111网络地址1.255
子网数：27=128
主机数：29-2=510
注：决定IP地址网段的是子网掩码，向网络位借位，则有效掩码变为16位
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常见网络攻击
SYN DOS：拒绝服务攻击（发送SYN包，不确认）
SYN DDOS：分布式拒绝服务攻击（大量IP同时发送SYN包，接受到ACK不回复）
解决方法：1.切换IP 2.买虚拟带宽
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光纤网线
T568A：白绿 绿 白橙 蓝 白蓝 橙 白棕 棕
T568B：白橙 橙 白绿 蓝 白蓝 绿 白棕 棕
交叉线：A--B，用于同种设备
直通线：B---B，用于不同种设备
单模光纤：黄色绝缘皮，必须两条使用
1、用于高速，长距离
2、成本高
3、端接较难
4、窄芯线，需要激光源
5、耗散极小，高效
多模光纤：粉色绝缘皮
1、用于低速，短距离
2、成本低
3、宽芯线，光源可采用激光或发光二极管
4、耗散极大，抵消
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