网络原理与应用

Posted 2021-02-16

1、列出OSI七层参考模型，并简单描述最底下4层每层的作用。
应用层
表示层
会话层
传输层 将以太帧分段发送，可以自动补包。
网络层 将上层数据封装成数据包，通过IP协议在数据包中封装源IP和目的IP（逻辑寻址）
数据链路层 将数据封装和解封装成数据帧在链路层中传输，数据帧中含有发送端和接收端的mac地址（硬件寻址）
物理层 在相邻节点间形成比特流相互传输信息
2、请写出以太网帧头中的常用字段，并描述其作用。
源端口号和目标端口号
32位的序号是分段传输是的段号
32为确认号是分段传输确认已经传输到目的端口号
URG:紧急指针有效位
ACK:只有为1时此以太帧有效，为0则无效抛弃
SYN:同步序列号，tcp需要建立连接时为1
FIN:请求断开时为1，其他不为1

3、请写出IP包头中的常用字段，并描述其作用。
版本号：现在大多是ipv4，以后会有ip46
优先级与服务类型：让此数据包判断是否优先传输与接收
总长度（total）：IP数据包的长度
标识符：分片是的数据包编号，方便重组
标志（flags）：标识数据包是哪一个整体数据包不会重组是错误
TTL：数据包的传输生命周期
协议号（protocol）：看用的什么协议进行传输的
源ip地址（source IP address）：发送数据包的ip
目标ip地址（destination IP address）：接收数据包的ip
4、什么是ARP协议；简述其缓存表中记录着什么内容？
Arp目的是将目的ip地址解析成mac地址，一边在交换机上进行mac地址通信
缓存表中记录mac地址对应其IP地址
5、请分别写出交换机与路由器的详细工作原理。
交换机是通过广播学习各个机器的mac地址并对应的相应的端口形成mac表，利用mac表进行数据封装与传输数据帧。
路由器是通过直连网段的自动生成的路由表和管理员手动添加的路由表，利用路由表进行逻辑寻址和传输数据包。
6、ip地址分为几类？前三类各举一例说明（带默认掩码）。
五类：A、B、C、D、E类，其中A类是0~127.0.0.0 默认掩码255.0.0.0 其中0.0.0.0开头是代表本地网络 127.0.0.0 代表环回测试用；B类是128~191.0.0.0 默认掩码255.255.0.0 其中开头是169.0.0.0的是未获取有效地址是分配给设备的ip；C类是192~223.0.0.0 默认掩码是255.255.255.0.
其中10.0.0.0~10.255.255.255、172.16.0.0~172.31.255.255、192.168.0.0~192.168.255.255是私有地址可以重复使用
7、详细描述PC1通过路由器A和B与PC2通信的过程。（路由器转发数据包的封装过程）

PC1要发送数据包给pc2，首先他要封装成以太帧：
PRE DA SA TYPE Header Data Crc
其中DA是目的MAC地址，SA是源MAC地址,header中封装了目的主机的IP和源PC机的IP ，data是pc1要发送的数据。
由于跨网段通信，PC1中没有PC2的MAC表需要通过路由器转发，那此时pc1需要和路由器R1进行通信封装封装的信息应该如下：
DA是路由器的目的MAC地址
SA是PC1源MAC地址
DATA里面的信息应该包括源主机的IP 和目的主机的Ip，在这里是源主机ip：192.168.10.10/24
目的主机IP：192.168.20.20/24
路由器A接收到PC1的封装信息，会打开看一下是不是给自己的，由于DA是自己的f0/0端口Mac,所以A可以打开数据包查看信息，发现需要去目的网段是192.168.20.0/24，此时A查看自己的路由表里是否有到此网段的路由条目，根据路由条目发送数据包，此时A会重新封装数据包，封装信息如下：
这个时候DATA里面的数据不会动
改变DA目的MAC地址入口是B的f0/0的ip和SA源MAC地址出口是A路由的f0/1的ip
B接收数据包后发现DA目的MAC地址是自己端口的，就可以打开数据包看其中DATA，发现这个数据包发给192.168.20.20，R2查看自己的路由表看有无192.168.20.0/24此网段的条目，发现是自己的直连网段，可以直接把数据包进行封装后发给PC2，数据包封装信息如下：
DA是目的MAC地址pc2的
SA是 源MAC地址路由器路由器
这个时候DATA里面的数据不会动，只是改变了DA目的MAC地址和SA源MAC地址，因为出口是f0/1所以SA是00-11-11-11-11-15，目标是PC2，所以DA是00-11-11-11-11-16，此时PC2 发现是给自己的包可以打开看里面的信息，目的IP地址也是自己所以就可以查看最终里面pc2想发给我的信息。
8、写出传输层的相关协议，简述他们各自的特点。
Tcp：面向连接的可靠的进程到进程通信的协议。他提供的是双工服务，数据可以双向传输
UDP：是一个无连接、不可靠的传输层协议