电脑基础

电脑分为两套系统：硬件系统、软件系统

硬件系统：   运算器、控制器、存储器、输入系统、输出系统

                  运算器、控制器=CPU

                  存储器：内部=内存  基于电的方式工作，不能长期保存数据，速度快

                                 外部=硬盘   基于磁的方式，能长期保存数据，速度慢

                    输入、输出：键盘、鼠标

 

软件系统：   系统软件（操作系统）

                  应用软件（应用程序）

                  应用程序运行流程：开机加电，运行程序，由硬盘加载到内存中，由CPU从内存读取，进行运算。

 

进制转换

 二进制：由符号位和数值位组成(计算机中，数值都是用补码存储)

  1 = 0000 0001 第一位为符号位、后七位为数值位
  -1=1000 0001 第一位为符号位、后七位为数值位
0代表正数、1代表负数

 

原码

原码是符号位加上真值的绝对值，原码就是其本身
  1 = 0000 0001 原码就是 0000 0001
 -1 = 1000 0001 原码就是 1000 0001

反码

正数的反码就是其本身
1 = 0000 0001 反码 =  0000 0001

负数的反码就是在原码的基础上，符号位不变，数值位取反、
-1 = 1000 0001 反码 = 1111 1110  

补码

正数的补码就是其本身
[1] = [0000 0001]原码= [0000 0001]反码 = [0000 0001]补码

负数的补码就是在原码的基础上，符号位不变，其余数值位取反，最后一位+1 
[-1] = [1000 0001]原码 = [1111 1110]反码 = [1111 1111]补码
说明：最后一位+1就是2，二进制缝二进一，所以补码负1的补码为 1111 1111

 

OSI七层协议

 

物理层

为数据端设备提供传送数据通路、传输数据,物理层确保原始的数据可在各种物理媒体上           传输。局域网与广域网皆属第1、2层，主要是互联，传递信号（二进制），传输介质为光缆、电缆、双绞线等硬件设备

 主要功能：主要基于电器特性发送高低电压，高低压表示数字1，低电压表示0

数据链路层

数据链路层：因为物理层传递单纯的0和1是没有任何的意义的，信号必须规定多少位一组，每组是什么意思，所有数据链路层主要是定义了电信号的分组的方式。

以太网协议（Ethemet）

一组电信号构成一个数据包，叫作帧

每一数据帧分成：报头（head）和数据（date）两部分

Head

Date

 

 

 Head包含（18个字节）

发送者/源地址：6个字节

接受者/目标地址：6个字节

数据类型：6个字节

 

Date包含（最短46字节，最长1500字节）

数据包具体内容

Head长度+Date长度=最短64字节，最长1518字节，超过就要分片发送

 

Mac地址：

计算机通信必须需要一块网卡，才能通信，mac地址就是网卡的地址，出厂写好，无法更改。

40-8D-5C-9E-3E-l9 （十六进制） 前六位厂商地址，后六位为流水线序列号

 

广播：

数据链路层以广播的方式通信，有mac地址计算机就可以通信了，Ethemet使用广播的方式通信。

 

网络层

网络层：有了Ethemet、mac、广播的发送方式，计算机就可以通信了，但是都能收到就形成了一种灾难，然后就需要网络层定义

     

IP协议

规定网络地址的协议叫IP协议

IP地址为四段十进制：192.168.10.10

 

IP数据包

Head+Date两部分

Head：长度20到60字节

Date：最长65515字节

以太网头部      IP头部    IP数据

 

子网掩码 255.255.255.0~......

 

ARP协议（地址解析协议）

计算机使用广播的方式通信，计算机发包时候获取自身的mac地址是没问题的，但是如何获取接受者的mac地址，就需要通过ARP协议

 

ARP协议功能：广播的方式发送数据包，获取目标主机的mac地址

 

协议工作的方式：每台主机的IP地址要是已知的才行，主机发送信息时将包含目标IP地址的ARP请求广播到网络上的所有主机，并接收返回消息，以此确定目标的物理地址

例如：主机100.100.10.1/24要访问10.100.10.2/24

一、通过IP和掩码区分自己的子网

同一子网    目标主机mac，目的主机IP
不同子网    网关mac，目标主机IP

二、分析10.100.10.1/24要访问10.100.10.2/24是否在同一网络，如果不是，下表中目标IP地址为10.1000.10.99，通过arp获取的网关mac地址

三、ARP协议封包(同一网络内)

包在数据链路层已广播的方式传输，所有主机收到拆包，发现目标IP为自己，响应并返回自己的mac

源mac    目标mac    源IP    目标IP    数据部分
发送端mac    FF:FF:FF:FF;FF:FF  10.100.10.1    10.100.10.2  Date

ARP协议封包（不同网络内）

源mac    目标mac       源IP            网关IP            数据部分
发送端mac    FF:FF:FF:FF  10.100.10.1    10.100.10.99    Date

返回网关的mac地址，再次广播

源mac    网关                     源IP                    目标IP         数据部分
发送端mac    网关mac地址    10.100.10.1    10.100.11.2    Date

 

传输层

基于端口的协议：

端口号标识机器的各种程序，端口号范围（0-65535）

传输层（Transport Layer）是ISO OSI协议的第四层协议，实现端到端的数据传输

传输层两种协议：

TCP协议：可靠传输，数据包没有长度限制，但是不会超过IP数据包的长度，以确保单个TCP数据包不必分割

UDP协议：不可靠传输，报头部分只有8个字节，总长度不超过65535字节

 

应用层

应用程序

 

表示层

 加解密

 

最终数据传输图