网络

Posted 2021-12-03 王华_linux

1.网络基础

#1.1网络的概念
计算机网络是一组计算机或网络设备通过有形的线缆或无形的媒介如无线，连接起来，按照一定的规则，进行通信的集合
#1.2 速度(带宽)
100M的带宽的下载速度为：12.8M/s。电脑的下载的速度是按照KBps来算的，但是运营商是按照Kbps来算的。一个字节等于8位。100Mbps=1024*100Kbps=1024*100/8KBps=12800KBps=12.8Mps=12.8M/s
理论上就是12.8M/s的下载速度
#1.3 网络拓扑
拓扑结构一般是指由点和线排列成的几何图形
计算机网络的拓扑结构是指一个网络的通信链路和计算机结点相互连接构成的几何图形
 总线拓扑：所有设备均可接收信号
 星型拓扑：通过中心点传输，单一故障点
 扩展星型拓扑：比星型拓扑的复原能力更强
 环拓扑：信号绕环传输，单一故障点
 双环拓扑：信号沿相反方向传输，比单环的复原能力更强
 全网状拓扑：容错能力强，实施成本高
 部分网状拓扑：在容错能力与成本之间寻求平衡

2.开放系统互联 OSI

在制定计算机网络标准方面，起着重大作用的两大国际组织是：国际电信联盟电信标准化部门，与国际标准组织（ISO），虽然它们工作领域不同，但随着科学技术的发展，通信与信息处理之间的界限开始变得比较模糊，这也成了国际电信联盟电信标准化部门和ISO共同关心的领域。1984年，ISO发布了著名的OSI(Open System Interconnection)标准，它定义了网络互联的7层框架，物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层），即OSI开放系统互连参考模型

3.OSI 模型的七层结构

第7层 应用层

应用层（Application Layer）提供为应用软件而设的接口，以设置与另一应用软件之间的通信。例如:

HTTP、HTTPS、FTP、TELNET、SSH、SMTP、POP3、mysql等

第6层 表示层

主条目：表示层（Presentation Layer）把数据转换为能与接收者的系统格式兼容并适合传输的格式

第5层 会话层

会话层（Session Layer）负责在数据传输中设置和维护电脑网络中两台电脑之间的通信连接。

第4层 传输层

传输层（Transport Layer）把传输表头（TH）加至数据以形成数据包。传输表头包含了所使用的协议等发送信息。例如:传输控制协议（TCP）等。

第3层 网络层

网络层（Network Layer）决定数据的路径选择和转寄，将网络表头（NH）加至数据包，以形成报文。

网络表头包含了网络数据。例如:互联网协议（IP）等。

第2层 数据链接层

数据链路层（Data Link Layer）负责网络寻址、错误侦测和改错。当表头和表尾被加至数据包时，会形成信息框（Data Frame）。数据链表头（DLH）是包含了物理地址和错误侦测及改错的方法。数据链表尾（DLT）是一串指示数据包末端的字符串。例如以太网、无线局域网（Wi-Fi）和通用分组无线服务（GPRS）等。分为两个子层：逻辑链路控制（logical link control，LLC）子层和介质访问控制（Media access control，MAC）子层

第1层 物理层

物理层（Physical Layer）在局部局域网上传送数据帧（Data Frame），它负责管理电脑通信设备和网络媒体之间的互通。包括了针脚、电压、线缆规范、集线器、中继器、网卡、主机接口卡等

4.单播 广播 多播

unicast
broadcast
multicast
# 冲突域和广播域
冲突域：两个网络设备同时发送数据,如果发生了冲突,则两个设备处于同一个冲突域,反之,则各自处于不同的冲突域

广播域：一个网络设备发送广播，另一个设备收到了,则两个设备处于同一个广播域,反之,则各自处于不同的广播域

5.三种通信机制

 单工通信：只有一个方向的通信
 半双工通信：通信双方都可以发送和接收信息，但不能同时发送，也不能同时接收  
全双工通信：通信双方可以同时发送和同时接收
# 查看双工和速度

[root@localhost ~]# mii-tool    eth0

eth0: negotiated 100baseTx-FD, link ok #FD表示全双工link ok 表示连接成功

[root@localhost ~]# mii-tool    -v eth0

eth0: negotiated 100baseTx-FD, link ok

product info: vendor 00:07:32, model 17 rev 5

basic mode: autonegotiation enabled

basic status: autonegotiation complete, link ok

capabilities: 100baseTx-FD 100baseTx-HD 10baseT-FD 10baseT-HD  # HD表示半双工

advertising:    100baseTx-FD 100baseTx-HD 10baseT-FD 10baseT-HD flow-control

link partner: 100baseTx-FD 100baseTx-HD 10baseT-FD 10baseT-HD

[root@centos8 ~]#ethtool -i eth0

driver: vmxnet3

version: 1.4.16.0-k-NAPI

firmware-version:

expansion-rom-version:

bus-info: 0000:03:00.0

supports-statistics: yes

supports-test: no

supports-eeprom-access: no

supports-register-dump: yes

supports-priv-flags: no

[root@centos8 ~]#ethtool    eth0

Settings for eth0:

Supported ports: [ TP ]

Supported link modes:   1000baseT/Full

10000baseT/Full

Supported pause frame use: No

Supports auto-negotiation: No

Supported FEC modes: Not reported

Advertised link modes:  Not reported

Advertised pause frame use: No

Advertised auto-negotiation: No

Advertised FEC modes: Not reported

Speed: 10000Mb/s

Duplex: Full

Port: Twisted Pair

PHYAD: 0

Transceiver: internal

Auto-negotiation: off

MDI-X: Unknown

Supports Wake-on: uag

Wake-on: d

Link detected: yes

[root@centos8 ~]#mii-tool   eth0

SIOCGMIIPHY on eth0 failed: Operation not supported

#网络断开的状态

[root@centos8 ~]#mii-tool   -v eth1

eth1: no link

product info: Yukon 88E1011 rev 3

basic mode: autonegotiation enabled

basic status: no link

capabilities: 1000baseT-FD 100baseTx-FD 100baseTx-HD 10baseT-FD 10baseT-HD

advertising:    1000baseT-FD 100baseTx-FD 100baseTx-HD 10baseT-FD 10baseT-HD

[root@centos8 ~]#ethtool eth1

Settings for eth1:

Supported ports: [ TP ]

Supported link modes:   10baseT/Half 10baseT/Full 100baseT/Half 100baseT/Full 1000baseT/Full
Supported pause frame use: No

Supports auto-negotiation: Yes

Supported FEC modes: Not reported

Advertised link modes:  10baseT/Half 10baseT/Full 100baseT/Half 100baseT/Full 1000baseT/Full
Advertised pause frame use: No

Advertised auto-negotiation: Yes

Advertised FEC modes: Not reported

Speed: Unknown!

Duplex: Unknown! (255)

Port: Twisted Pair

PHYAD: 0

Transceiver: internal

Auto-negotiation: on

MDI-X: Unknown (auto)

Supports Wake-on: d

Wake-on: d

Current message level: 0x00000007 (7)

drv probe link

Link detected: no

[root@centos8 ~]#ip link

1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN mode DEFAULT group default qlen 1000

link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00

2: eth0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc fq_codel state UP mode DEFAULT group default qlen 1000

link/ether 00:0c:29:f8:5d:b7 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff

3: eth1: <NO-CARRIER,BROADCAST,MULTICAST,UP> mtu 1500 qdisc fq_codel state DOWN mode DEFAULT group default qlen 1000

link/ether 00:0c:29:f8:5d:c1 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff

6. 测试网线断了

ethtool eth# 判断某块网卡网线断了

7.IEEE

IEEE于（国际电子电气工程师协会）1980年2月成立了局域网标准委员会（简称IEEE802委员会），专门从事局域网标准化工作，并制定了IEEE802标准。802标准所描述的局域网参考模型只对应OSI参考模型的数据链路层与物理层，它将数据链路层划分为逻辑链路层LLC子层和介质访问控制MAC子层.

LLC子层负责向其上层提供服务
MAC子层的主要功能包括数据帧的封装/卸装，帧的寻址和识别，帧的接收与发送，链路的管理，帧的差错控制等。MAC子层的存在屏蔽了不同物理链路种类的差异性。
（1）IEEE 802.1标准

局域网体系结构、网络互连、以及网络管理和性能测试

（2）IEEE 802.2标准

逻辑链路控制LLC子层功能与服务

（3）IEEE 802.3标准

带冲突检测的载波侦听多路访问CSMA/CD总线介质访问控制子层与物理层规范

（4）IEEE 802.4标准

令牌总线（Token Bus）介质访问控制子层与物理层规范

（5）IEEE 802.5标准
令牌环（Token Ring）介质访问控制子层与物理层规范

（6）IEEE 802.6标准

城域网MAN介质访问控制子层与物理层规范

（7）IEEE 802.7标准

宽带网络技术

（8）IEEE 802.8标准

光纤传输技术

（9）IEEE 802.9标准

综合语音与数据局域网（IVD LAN）技术

（10）IEEE 802.10标准
可互操作的局域网安全性规范（SILS）

（11）IEEE 802.11标准

无线局域网技术

（12）IEEE 802.12标准

优先度要求的访问控制方法

（13）IEEE 802.13标准

未使用

（14）IEEE 802.14标准

交互式电视网
（15）IEEE 802.15标准

无线个人局域网（WPAN）的MAC子层和物理层规范。代表技术为蓝牙（Bluetooth）

（16）IEEE 802.16标准

宽带无线局域网网络

（17）IEEE802.20标准

移动宽带无线接入系统(MBWA，Mobile Broadband Wireless Access)

（18）IEEE 802.22标准

无线地域网络（Wireless Regional Area Networks，WRAN）

8.无线网络标准

中国国家无线网络标准：WAPI

9.网线标准

上世纪80年代初，诞生了最早的网线标准（CAT）,这个标准一直沿用至今，主要根据带宽和传输速率来区分，从一类网线CAT1——八类网线CAT8

1、 一类网线：主要用于传输语音，不同于数据传输主要用于八十年代初之前的电话线缆，已淘汰。

2、 二类网线：传输带宽为1MHZ，用于语音传输，最高数据传输速率4Mbps，常见于使用4Mbps规范令牌传递协议的旧的令牌网（Token Ring），已被淘汰

3、 三类网线：该电缆的传输带宽16MHz，用于语音传输及最高传输速率为10Mbps的数据传输，主要用于10BASE--T，被ANSI/TIA-568.C.2作为最低使用等级 。

4、 四类网线：该类电缆的传输频率为20MHz，用于语音传输和最高传输速率16Mbps（指的是16Mbit/s令牌环）的数据传输，主要用于基于令牌的局域网和 10BASE-T/100BASE-T。最大网段长为100m，采用RJ形式的连接器，未被广泛采用。

5、 五类线：可追溯到1995年，传输带宽为100MHz，可支持10Mbps和100Mbps传输速率（虽然现实中与理论值有一定差距），主要用于双绞线以太网（10BASE-T/100BASE-T），目前仍可使用，不过在新网络建设中已经很难看到。

6、 超五类线：标准于2001年被提出，传输带宽为100MHz，近距离情况下传输速率已可达1000Mbps。它具有衰减小，串扰少，比五类线增加了近端串音功率和测试要求，所以它也成为了当前应用最为广泛的网线

7、 六类线：继CAT5e之后，CAT6标准被提出，传输带宽为250MHz，最适用于传输速率为1Gbps的应用。改善了在串扰以及回波损耗方面的性能，这一点对于新一代全双工的高速网络应用而言是极重要的，还有一个特点是在4个双绞线中间加了十字形的骨架。

8、 超六类线：超六类线是六类线的改进版，发布于2008年，同样是ANSI/TIA-568C.2和ISO/IEC 11801 超六类/EA级标准中规定的一种双绞线电缆，主要应用于万兆位网络中。传输频率500 MHz，最大传输速度也可达到10Gbps ，在外部串扰等方面有较大改善。

9、 七类线：该线是ISO/IEC 11801 7类/F级标准中于2002年认可的一种双绞线，它主要为了适应万兆以太网技术的应用和发展。但它不再是一种非屏蔽双绞线了，而是一种屏蔽双绞线，所以它的传输频率至少可达600 MHz，传输速率可达10 Gbps。

10、 超七类线:相对于CAT7最大区别在于，支持的频率带宽提升到了1000MHz，在国内而言，七类网线已经有很少地方使用了，超七类就更加没有广泛的进入人们的生活，目前使用范围最广的是超五类、六类等网线

11、 八类线CAT8：相关标准由美国通信工业协会 （TIA）TR-43委员会在2016年正式发布，支持2000MHz带宽，支持40Gbps以太网络，主要应用于数据中心

10.网线线序和规范

# 非屏蔽式双绞线Unshielded Twisted-Pair Cable UTP