网络基础

Posted 2020-09-26

根据网络的地理范围：

 局域网：LAN局域网（Local Area Network，LAN）是指在某一区域内由多台计算机互联成的计算机组。一般是方圆几千米以内。局域网可以实现文件管理、应用软件共享、打印机共享、工作组内的日程安排、电子邮件和传真通信服务等功能。局域网是封闭型的，可以由办公室内的两台计算机组成，也可以由一个公司内的上千台计算机组成。

 城域网：MAN城域网(Metropolitan Area Network)是在一个城市范围内所建立的计算机通信网，简称MAN。属宽带局域网。由于采用具有有源交换元件的局域网技术，网中传输时延较小，它的传输媒介主要采用光缆，传输速率在100兆比特/秒以上

 广域网：WAN广域网（WAN，Wide Area Network）也称远程网（long haul network ）。通常跨接很大的物理范围，所覆盖的范围从几十公里到几千公里，它能连接多个城市或国家，或横跨几个洲并能提供远距离通信，形成国际性的远程网络。

LAN的功能

 数据和应用程序

 共享资源

 提供到其他网络的通信路径

CSMA/CD：带有冲突检测的载波监听多路访问协议

竞争传输机制

 在有限的网络资源中，谁能率先占用资源，就可以使用

公平传输机制：令牌环  FDDI

 在网络资源的使用过程中，每个设备都拥有完全相同的资源使用的机会  

多路访问：在整个网络的多个站点中，同时进行数据的发送，每一个站点发送的数据从其独占的信道发送到总线上；

冲突：在信道有空闲转为繁忙的时候可能会发生冲突；

载波监听：每当网络中的站点企图发送数据之前都要进行载波监听；如果检测到载波，则延迟一个随机的长之后继续监听；

冲突检测：当有两个或多个站点同时检测信道无载波，并发送数据是，就会产生冲突，一旦产生冲突，所有的站点都回退，各个站点都等待一个随机的时间进行载波监听

CSMA/CA: 带有冲突避免的载波监听多网络访问协议

以太网结构

 前导码8 目的地址6 源地址6 类型2 数据46-1500 fcs4

IEEE802.3

 前导码7 SOF1 目的地址6 源地址6 长度2 802.2报头和数据46-1500 FCS4

描述通信介质的时候：

 TIA/EIA：电子工业协会和电气工业协会

 n-信号类型-介质类型：

  n: 一个数字，代表该介质最大带宽，单位一般是Mbps

  信号类型：

   基带信号：数字信号，写成BASE；

   宽带信号：频带信号，模拟信号，写成BROAD；

  介质类型：

   单段介质的最大传输距离 5——粗同轴电缆 2——细同轴电缆

   直接使用介质的名称：

    T: 非屏蔽双绞线

    F: 光纤

    C: 电缆

    X: 表示该介质具有全双工传输特性

RJ-45链接器

 TIA/EIA规定连接器的引脚的使用规则：

  1：向外传输正信号，TX+

  2：向外传输负信号，TX-

  3：向内接受正信号，RX+

  6：向内接受负信号，RX-

  4,5,7,8：没有数据的传输实际意义，在非屏蔽双绞线中，起到产生你想的感应电动势，屏蔽外界信号干扰

  1：向内接受正信号，RX+

  2：向内接受负信号，RX-

  3：向外传输正信号，TX+

  6：向外传输负信号，TX-

  4,5,7,8：没有数据的传输实际意义，在非屏蔽双绞线中，起到产生你想的感应电动势，屏蔽外界信号干扰

设备的接口标识：

 1.接口带有X标识

 交换机，集线器

 2.接口不带有X标识  

 计算机，路由器

TIA/EIA：两种接线图标准

 通常意义上，一根非屏蔽双绞线包含四对八根铜制导线；四种颜色 绿 橙 蓝 棕 ；八根铜线的外皮颜色 绿色 白绿 橙色 白橙 蓝色 白蓝 棕 白棕 

 T568A：

 白绿 绿 白橙 蓝 白蓝 橙 白棕 棕

 T568B：

 白橙 橙 白绿 蓝 白蓝 绿 白棕 棕

同种交叉 不同直通

集线器构建的网络的拓扑结构:

 物理星型，逻辑总线型

选择交换机的重要参数

 背板带宽：接口的数量*每个接口的带宽*2

 PPS

交换机的功能：

 学习：交换机对于每一个接收到的数据帧，将其中的源MAC地址和接受该数据帧的交换机端口号绑定保存到其内部的MAC地址表中

 1.如果接收到的数据帧中的源MAC地址并未出现在MAC地址表中，则直接向MAC表中添加对应的条目

 2.如果接收到的数据帧中的源MAC地址已经出现在MAC地址表中，则更新该条目的时间戳

 3.动态学习的MAC地址条目会在MAC地址中缓存300秒

 4.每个端口可以绑定多个MAC地址

 注意：

 1.每个端口可以绑定多个MAC地址；

 2.每个MAC地址只能绑定一个端口

 转发：

  有目的转发：交换机在接收到数据帧之后，读取数据阵中的目的MAC地址，查找自己的MAC地址表，发现该目的地址在MAC地址表中，就将该数据帧经由MAC地址表中对应的端口向外发送

  无目的转发：泛洪 交换机在接收到数据帧之后，读取数据阵中的目的MAC地址，如果该目的MAC地址位组播地址、广播地址或不存在于自己MAC地址表中的MAC地址，则交换机会向除了接受该数据帧之外的其他所有活动状态的端口转发该数据帧

 过滤：

  如果交换机收到一个数据帧，发现该数据帧的目的MAC地址对应的端口和接受数据的端口是同一个端口，则这样的数据，过滤不接收

描述数据通信过程——交换以太网

 1.源主机获得目的主机的IP地址

 2.应用程序来决定选择传输层的那个协议进行进一步封装，再次应用程序选择了UDP协议

 3.UDP协议直接将应用层数据封装并交给IP协议进行下一步封装

 4.IP协议根据源IP 目的IP地址完成封装，并试图将数据交给网络访问层

 5.网络访问层会想ARP协议求助，希望获得目标主机的MAC地址，如果ARP协议缓存了目标主机的MAC则直接封装，否则，该UDP数据报必须先暂存于内存中，然后发起ARP请求

 6.ARP请求从源主机发出，首先被交换机接收，交互机会读取该数据中的源MAC地址，判断自己MAC地址表中是否有对应的MAC地址条目，然后，在学习地址之后，根据目标地址进行泛洪转发或单播转发

 7.目标主机收到ARP请求数据后，先缓存源主机的IP地址和MAC地址信息，将自己的IP地址和MAC地址以数据的方式响应给源主机

 8.交换机会接收ARP响应数据，同时学习目标主机的MAC地址到MAC地址表中，根据MAC地址表中的缓存结果，将ARP响应信息单播转发至源主机

 9.源主机会获得目标主机的MAC地址，并缓存至ARP表中；

 10.按照ARP缓存中的目标MAC地址封装并发送数据；

 11.交换机在接收数据之后，根据MAC地址表中的缓存信息，进行单播转发；