数通网络基础
主机通信
双方通信(早期)
只需要将信息打包后放到通信线路上发送,就能到达双方
在通信线路上只有双方,所收到的信息必然是对方发送过来给我的
多方通信(现在)
如果只将信息打包后就放到通信线路上去发送,那么就无法知道到底是谁发给谁的。所以,我们 需要给每一个通信线路终端斗编一个号码,也就是通信地址
每个编号地址都有制定的规则
LAN的定义
局域网LAN室友众多出与相同物理空间内的信息点,通过相关告诉链路介质与网络设备互联构成的一 套传输网络
通常LAN碧血在符合网络标准的基础上提供可靠的网络链接,相对高的速度,源目节点的地址处理能 力,如MAC、ARP
局域网互联
Ethernet帧
以太网帧最小是64字节,最大是1518字节
MAC统一编址
1、MAC地址长6个字节(48位),全球唯一
2、前24位为OUI,由IEEE分配给各个网络厂家
3、后24位为EUI,由厂家自行分配
单播、组播、广播
单播的概念:主机一对一的概念
组播的概念:主机一对一组主机的关系
广播的概念:主机一对所有的关系 当ip地址主机号全为1时则表示是广播地址
交换机的原理(学习、转发、泛洪、丢弃)
交换机MAC表学习
交换机初始状态MAC表为空,当pc1发送帧时,有目的MAC地址和源MAC地址,交换机学习源 MAC地址,将其存储在MAC表中,MAC表包括MAC地址和源地址的端口
交换机数据帧转发
单播帧
在交换机已经学习PC1的mac地址后,pc1发送数据帧,交换机查mac表,查到目的mac表后 进行转发
未知单播帧、广播帧、组播帧
泛洪
pc1发送数据帧,交换机进行查找,在mac地址表中未查到,泛洪
局域网的问题
局域网互联的限制
交换机MAC表与转发性能的限制
一般的交换机的mac表能容纳的MAC地址数都是有限的,几千或者上万
范围与距离的限制
普通组织没有跨城市/地区的连接线缆,也没有权限和资金设跨城市/地区的线缆及管道;无法 独自实现异地局域网的物理连接
WAN互联
点对点互联
点对点互联,只有双方通信无需编址
大规模主机通信
分段互联
主机互联,应用互通
各地LAN用啥设备互联WAN链路?-------路由器
使用ip地址通信
ip协议
ip地址
ip地址由32位二进制组成,可用点分十进制表示
如11000000 10101000 00000000 00000001
可表示为:192.168.0.1
32位的ip地址分为两个部分:网络号、主机号
网络号:表示某一个ip子网
主机号:标识某一个ip子网内的某台主机
子网掩码:区别ip地址的网络号和主机号
ip包头结构
使用路由器互联LAN与WAN通信
大规模主机通信
全网互联
路由器设备互联,网络互通
全网互通
全网统一协议及统一编址
ip互联,全网归一
ip地址需求
ip网络编址
主机地址
网关地址
链路地址
网络设备管理地址
ip网络互联
路由表与路由转发
每一跳都需要查找路由表
路由表的形成
1、直连发现
2、静态配置
3、动态学习
ipv4和ipv6的区别
1、ipv4寻址空间只有2的32次方,随着互联网的发展,地址已经不够用
2、ipv6地址长128位二进制,通常用冒分十六进制表示
3、ipv6包头结构
端到端通信
TCP/UDP
在ip之上封装TCP/UDP,通过端口号区分应用
常见应用层服务
1、为应用程序提供网络服务
2、文件传输 FTP、TFTP
3、邮件服务 SMTP、POP3
4、网络管理 SNMP
5、远程登录 TELNET
6、网络服务 HTTP、DNS、SSL
7、其他应用协议
TCP/IP协议簇传
提供端到端的传输服务(传输层)
TCP
提供面向连接的、可靠的、有序的、流量控制的传输服务
UDP
提供无连接的,不可靠的,无序的、无流量控制的传输服务
常见应用与其端口(传输层)
HTTP TCP 80
FTP TCP 20、21
DNS UDP 53
TFTP UDP 69
SMTP TCP 25
POP3 TCP 110
telnet TCP 23
网络层
1、提供主机到主机的传输服务
2、通过ip地址标识主机
3、ip提供主机到主机的传输服务
4、ICMP 辅助ip工作。提供出错和控制信息
5、ARP 提供ip和mac地址之间的映射
数据链路层
1、在相邻结点间提供数据传输服务
2、局域网
IEEE802.2 定义LLC子层
IEEE802.3 以太网标准
以太网帧结构
3、广域网 HDLC PPP frame relay
物理层
1、为数据传输提供物理通道
2、物理层介质 双绞线 、同轴电缆、光纤、无线等
3、局域网 10base-t、100base-tx/fx、干兆、10G
4、广域网 RS-232、V.24、V.35、G.703/707
测试网络连通信
ping
1、测试网络的连通性及通信质量
2、发送方发送ICMP echo request
3、接收方收到后,回应ICMP echo relay
Tracert
1、探测到target主机所经过的三层设备的接口IP
2、源主机发送到target IPTTL置1的探测包
3、中间设备收到探测包,TTL减1,如果等于0,则丢弃探测包,并向源回应超时错
4、源主机收到ICMP超时错,TTL在上一个探测包的基础上加1
常见网络设备在OSI模型的对应层次
物理层
中继器、集线器
数据链路层
二层交换机、网桥、网卡
网络层
路由器、三层交换机
路由器的每个端口属于一个单独的广播域,也是一个单独的冲突域。
传输层
防火墙
会话层、表示层、应用层
计算机