网络基础知识

Posted 2020-11-18 hackxiaoxion

物理层：介质和信号   介质：双绞线，光纤，同轴电缆   信号：模拟信号和数字信号
物理层关系的问题：电气特性，  规程特性，功能特性，物理特性， PDU:比特流
物理层从数据链路层接受数据，为数据传输提供安全的通信信道。
物理层设备:集线器  HUB等

数据链路层：PDU：数据帧   设备：交换机  MAC地址：48位，前24位，厂商的地址，后24位，厂商为设备分配的地址
协议：ARP:地址解析协议  （把IP地址转换成MAC地址） RARP:反向解析（MAC地址转换成IP地址）
帧格式：
目标地址：（MAC地址）  源地址（mac地址）   类型：标识上层协议的类型   数据：上层数据FCS:CRC32
mtu：最大传输单元  1500字节
交换机工作原理：
1学习：只学习数据帧中的源地址 
2广播：当交换机接受到数据帧后，查看mac地址表中有没有目标数据帧中的mac的地址，如果没有，进行广播发送数据帧，交换机的广播除去源端口外都能收到，所以交换机的端口一直处于广播域（广播域：能够接受同一个广播数据包所有节点的集合）
3转发：当交换机接受到数据帧后，查看mac地址表中有没有目标数据帧中的mac的地址，如果有，进行单播转发
4更新：交换机默认更新的时间为300s，从mac地址最后一次通讯计时

集线器的工作原理：共享通道，所有的数据都是广播（CSMA/CD：带冲突检测的载波监听多路访问，解决链路冲突）
CSMA/CD:先听后发，边听边发，冲突停发，等待重发

网路层：PDU：网络包  设备：路由器   逻辑地址：IP地址
网络层的作用：为数据传输选择一条最优的路径
路由器的工作原理：根据路由表转发数据，路由表分为直连路由和非直连路由
直连路由：为接口配置IP并保证为UP状态
非直连路由：通过静态指定或动态学习
IP地址是不可靠的地址，采用尽力而为的发送方式，把数据包送到目标地址的所有网络
IP地址分为：网络地址和主机地址，私有地址范围
A：10.0.0.0-10.255.255.255    子网掩码8位
B：172.16.0.0-172.31.255.255           16位
C：192.168.0.0-192.168.255.255      24位
D类时组播地址  E类时作科研

IP包头格式：
必须知道的（IP包头格式）：每一行为32位，
版本4位：IP地址的版本，常用的时IPV4和V6
首部长度：4位，可变长度，根据可选项变化
优先级服务类型：8位，提供第三层的服务质量
总长度：16位，IP包头总长度
标识符：16位，为分段数据打上标记，方便目标地址重新组装
标志：3位，第一位没有设置，第二位是DF，决定是否分片，0代表不分片，1代表分片，第三位是MF：代表更多的片，只有数据的最后一片值为0
段偏移量：13位，代表数据片在整个数据中的位置
TTL：生命周期（8位）数据包经过的路由器格式，没经过一个路由器，TTL值减1，当为0的时候，数据包还没到达目标地址，则该数据包将被丢弃。一般设置32或64
协议号：8位，标识上层协议号
首部校验和：16位，验证发送端和接受数据端的完整性
源地址：32位IP地址   目标地址：···一样
可选项：松散路由，严格路由，路由标记，时间戳
填充：把IP包头每行都填充32位

传输层：PDU：数据段   规定了应用程序的接口  TCP和UDP
TCP：传输控制协议   
可靠的传输，面向连接的传输，效率低


UDP：用户数据报协议
面向无连接的协议，效率高
主要的是看6个控制位：
1：URG：紧急指针有效位，标记紧急数据
2：ACK:确认序列号有效位
3：psh：通知接收端，把数据交给进程去处理，不要在缓冲区中停留
4:RST:请求重新建立三次握手
5：syn：请求建立三次握手
6:FIN:请求断开连接
三次握手图：

数据传输完成后四次断开

TCP流控机制：滑动窗口
TCP计时器：重传计时器，坚持计时器，保活计时器

会话层：建立维护拆除会话
表示层：编码转换，压缩，解压缩，加密，解密
应用层：应用程序产生数据，和用户的接口，如http协议

端口号：1-1023 知名端口，管理端口
               1024-49151：注册端口
               49152-65535：随机端口