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  • 网络基础知识(上)---网络协议和管理

    网络概念

    OSI模型

    网络设备

    TCP/IP

    IP地址

    配置网络

    网络工具

    网络概念

    什么是网络

    资源共享的功能和优点

    网络应用程序 

     

    用户应用程序对网络的影响

    网络的特征

     

    带宽

    物理拓扑分类

     

    逻辑拓扑

    了解主机到主机通信

    网络模型分层

     

    OSI模型的七层结构

     

    数据封装

     

    数据解封

     

    对等通信

     

    PDU

     

    三种通信模式

     

    局域网(Local Area Network)

     

    LAN组成

    网络线缆和接口

     

    非屏蔽式双绞线UTP

     

    UTP

     RJ-45 Connect和Jack

    UTP直通线(Straight-Throught)

     

    TX:发送数据
    RX:接收数据

    UTP交叉线(Crossover)

    UTP直通线和交叉线

    双绞线针脚定义

     

     1000BASE-T GBIC

    Fiber-Optic GBICs

    网络适配器(网卡)

     

    Ethernet Evolution(以太网协议)

     

    LAN标准

    Ethernet Frame结构

    数据链路层

    数据链路层分为逻辑链路控制层(LLC)和媒体接入控制层(MAC)。 

    MAC地址

    MAC帧的格式:

       常用的以太网MAC帧格式有两种标准,一种是DIX Ethernet V2标准(即以太网V2标准),另一种是IEEE的802.3标准。
      这里介绍一下使用的最多的以太网V2的MAC帧格式。假定网络层使用的是IP协议(实际上使用其他协议也是可以的)。 以太网V2的MAC帧较为简单,由五个字段组成。
      前两个字段分别为6字节长的目的地址和源地址字段。
      第三个字段是2字节的类型字段,用来标志上一层使用的是什么协议。例如,当类型字段的值是0x0800时,就表示上层使用的是IP数据报。
      第四个字段是数据字段,其长度在46到1500字节之间。

    冲突检测的载波侦听多路访问CSMA/CD

    Hub集线器

    以太网桥

    以太网桥的工作原理

    以太网桥的工作原理

     

    Hub和交换机

    小结:
    网络设备:双绞线,同轴电缆 
    交换机,集线器(早期)
    集线器工作在物理层,不能隔断广播,也不能隔断冲突。
    而交换机可以进一步优化网络性能,可以隔断冲突,但是解决不了广播。

    路由器

    路由

    VLAN

    分层的网络架构

    TCP/IP协议栈 

     

    TCP/IP协议栈和OSI模型

    TCP/IP应用层

    传输层

     

    可靠性vs.高效性

     

    TCP特性

     

    TCP包头

     

     

    TCP包头选项

     

     

    映射第四层到应用程序

     

    TCP协议PORT

     

    建立连接

    TCP三次握手

    TCP四次挥手

     

    有限状态机FSM:Finite State Machine

     

    有限状态机

     

    TCP协议的三次握手和四次挥手

     

    客户机端的三次握手和四次挥手

    服务器端的三次握手和四次挥手 

    TCP端口号

     

    TCP序列和确认号

    TCP确认

    固定窗口

     

    滑动窗口

     

    拥塞控制

     

    UDP特性

    Internet层

    #参考《计算机网络》第125页
    ARP协议的作用:在实际应用中,我们常常会遇到这样的问题:已经知道了一个机器的IP地址,需要找出其相应的硬件地址。地址解析协议ARP就是用来解决这个问题的。
    由于是IP协议使用了ARP协议,因此通常就把ARP协议划归网络层。但ARP协议的用途是为了从网络层使用的IP地址,解析出在数据链路层使用的硬件地址。因此,有些书会按照协议的使用,把ARP划归在数据链路层。
    还有一个旧的协议叫做逆地址解析协议RARP,它的作用是使只知道自己硬件地址的主机能够通过RARP协议找出其IP地址。现在的DHCP协议已经包含了RARP协议的功能。

    Internet Control Message Protocol

    Address Resolution Protocol

     

    ARP协议

    ARP表

    主机到主机的包传递

     

     

    默认网关

    反向RARP

     

    Interner协议特征

     

    IP PDU报头

    #参见计算机网络(第七版书)第128页
    为什么首部长度字段的最小值是5?
    因为IP首部的固定长度是20字节,因此首部长度字段的最小值是5。
    首部长度字段表示数的单位是32位字(1个32位字长是4字节)。

     IP PDU 报头示例

    协议域

     

    IP地址***

    早期的互联网:
    A类网络:
    0-127.X.X.X
    0xxxxxxx.X.X.X
    前8位网络ID,后面24位主机ID
    01111111 127
    则10.0.0.100和10.3.3.200在一个网段
    10.0.0.0表示该网络
    10.255.255.255表示这个网络的广播
    则A类网络的中的主机数 = 2^主机ID位数 - 2
    
    B类网络:
    128-191.x.X.X
    10xxxxxx.xxxxxxxx.X.X
    前16位网络ID,后16位主机ID
    10000000 128
    10111111 191
    
    172.20.X.X
    
    C类网络:
    192-223.x.x.X
    110xxxxx.x.x.X
    11000000 192
    11011111 223
    前24位网络ID,后面8位主机ID
    
    192.168.1.X
    
    D类网络:
    224-239.
    1110 多播
    
    E类网络
    240-
    11110
    保留
    
    现在的网络:不固定网络ID位数和主机ID位数,根据情况适当调整
    CIDR 无分类域间路由选择(Classless Inter-Domain Routing)
    CIDR表示法:IP/网络ID位数
    如:172.16.0.100/21
    子网掩码:255.255.248.0
    
    这样的话就不好确定主机ID和网络ID位数,所以需要用到netmask,即子网掩码,配合ip地址确定网络ID的位数。
    netmask:32bit,对应IP网络ID为1,对应IP主机ID为0
    
    A类网络对应的子网掩码:255.0.0.0
    B类网络对应的子网掩码:255.255.0.0
    C类网络对应的子网掩码:255.255.255.0
    
    00000000 0
    10000000 128
    11000000 192
    11100000 224
    11110000 240
    11111000 248
    11111100 252
    11111110 254
    11111111 255
    
    网络ID=IP与netmask
    
    A:192.168.2.100 255.255.0.0
    B:192.168.1.200 255.255.255.0
    A-->B
    A认为A与B在同一个网段。
    B认为A与B不在同一个网段。
    
    网关的作用是让你与别的网络进行通信。

    公共IP地址

    私有IP地址

    特殊地址

     

    保留地址

    子网掩码

    有子网的子网络掩码

    子网掩码的八位

    可变长度子网掩码

    Subnet地址

    10.0.0.0    中国移动
    划分子网:将一个大网分割成多个小网,主机ID的位变少,网络ID位变多,网络ID位向主机ID借N位,将划分成2^N个子网。
    划分超网:由于一个CIDR地址块中有很多地址,所以在路由表中就利用CIDR地址块来查找目的网络。这种地址的聚合常称为路由聚合
         它使得路由表中的一个项目可以表示原来传统分类的地址的很多个路由。

    划分子网过程: 如下(借一位):
    10.0 0000000.0.0 10.1 0000000.0.0 (借5位,可以划分出32个子网) 10.00000 000.0.0 10.0.0.0/13 ...... 10.11111 000.0.0 10.248.0.0/13 如果想再上述网段划分16个小网,则再借4位: 10.11111 000.0 0000000.0 10.248.0.0/17 ...... 10.11111 111.1 0000000.0 10.255.128.0/17

    划分超网过程示例:如下图或参考参考《计算机级网络》第144页。

    优化IP地址分配

     

    跨网络通信

    配置路由器

    动态主机配置协议DHCP

     

    基本网络设置

    Centos 6网卡名称

    网络配置方式

    配置网络接口

     

    route命令

     

    配置动态路由

    netstat命令

    ip命令

    SS命令(取代netstat)

     

    网络配置文件

    主机名和本地解析器

    dns名字解析

    网络配置文件

    网卡别名

    设备别名

    Centos7网络配置属性配置 

    网卡名称

    采用传统的命名方式

     

    Centos7网络配置工具

     

    nmcli命令

     

    使用nmcli配置网络

    nmcli命令

    网络配置文件

     

    网络工具

     

    网络客户端工具

    做一枚奔跑的老少年!
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