{head first} --- networking 1

Posted 2020-07-01 Anyanyamy

Head first系列的书确实很好，深入浅出讲解网络的组成，让以前那些生涩的概念生动起来。

Chapter 1 维修物理网络

CAT5电缆：

两端为RJ-45接头（水晶头），内部为UTP（非屏蔽双绞线：因为外部护套与内部电线直接无屏蔽层，双绞线可以抑制磁场干扰）。

内部有4组UTP：

橙色：发送数据   绿色：接收数据  蓝色与棕色：备用，用于扩展带宽。

一根有白色条纹：正极 另一根纯色的：负极

传输速率：10/100 Base-T  Base-T表示1Mb/s

修复CAT5：

1. 减去破损的部分

2. 把8根电线弄直

3. 按照另一端的线的顺序来排列电线，压入水晶头

排线标准：

1. 568A：    白绿 | 绿 | 白橙 | 蓝 | 白蓝 |橙 | 白棕 | 棕

2. 568B：    白橙 | 橙 | 白绿 | 蓝 | 白蓝 |绿 | 白棕 |棕    也就是568A把绿色和橙色对换

直通线： CAT5线的两端用同一标准

交叉线：用不同标准，可以连接计算机，两台就可以同时收发数据

同轴电缆：

内部有一根导线，外有塑料绝缘层和铜质网状织物的屏蔽层，有多种接头连接器（T型、BNC桶形、终端连接器、终端电阻器）

同轴电缆网络（RG-62网络）：

有一根总线，其末端有终端电阻器（可以连接铜芯和铜质网状织物，能形成回路），利用T型连接器与各个节点计算机相连。

音频测试仪：由音频发生器和探测器组成，用于确定线路是否断开。

光纤：

透明的纤芯由玻璃或者塑料组成，纤芯外是包层，相当于镜子，外有纤维和塑料护套。

单模   多模（多个光传输路径）

纤芯细 纤芯粗

成本高 成本低

传输距离10-100km >2000m

性能 14Tb/s  10Gb/s

Chapter 2 规划网络布局

这一章讲解物理上如何在空间内布局网络，我没细看，感觉自己不会经常用到。

Chapter 3 查找故障的工具与方法

LAN网络分析仪：最强大，可以像计算机一样，把读取到的电压信号转换成10，解读成数据帧，自带音频发射器和探测器。

万用表：测量电缆两端的电压和电阻值，也可以测量电流值（包括AC,DC）

示波器：显示电缆两端电压变化情况

逻辑分析仪：也可以显示电压变化轨迹，可以把信号解读成01。

我也没细看。

Chapter 4 分析数据包

编码：

1. 不归零编码（NRZ）：高电平为1，低电平为0

2. 不归零反向编码：电平翻转为1，不变为0

3. 曼彻斯特编码：电平向上翻转为1，向下翻转为0

网卡（NIC）：

对信号解码，收发消息，ROM中存有MAC地址，其端口与RJ-45接头电气连接。

发送数据：网卡把消息转成1，0信号 ----> 按编码规则编码后通过电缆传输电压信号

接收数据：接收网络信号 ---> 借助时钟机制划分时间片 ----> 根据编码规则转换成1和0

以太网： 

10 Base-T    曼彻斯特编码

100Mb/s  4B/5B编码

1000Mb/s  8B/10B编码，增加控制信息

计算机内部：不归零编码

数据帧内部包含数据包。 数据报特指不可靠协议传输的数据包。

MAC地址：前半段是制造商编号，后半段是网卡编号。

在网上传输的数据帧的格式：

【以太网的数据帧【IP数据帧【TCP/UDP数据帧【真正的数据】】】】

Chapter 5 网络设备与网络通信

Internet: 因特网，特指最大的互联网(internet)。

集线器、交换机：用于连接局域网LAN或者内部网。

路由器：连接广域网WAN或者互联网。

集线器Hub：

又称中继器，连接电脑、打印机等设备，没有CUP、内存，不加处理的把数据转发到所有端口。

交换机Switch：

存储/转发数据帧，只把数据帧发送到目的MAC地址的端口，也可以连接多个设备，可以理解数据帧，读取MAC地址，并且维护MAC地址查询表（每3分钟清空一次），不能跨越IP子网。

路由器Router：

有MAC地址的设备，连接IP子网，根据目的IP转发数据帧，有CPU、内存等，可以解读IP地址，把数据帧的源MAC地址换成自己的MAC地址，把目的MAC地址换成目的IP所指向的MAC地址，再进行转发。

路由器端口名称 0/1 表示 0 号网卡的1号端口。

任何能够收发数据的网络设备必须具有MAC地址。

二层交换机：一个mac
三层交换机：一个端口一个mac
路由器：一个以太网口一个mac，桥接口、串行口没有mac

Chapter 6 用路由器连接网络

IP：网段地址 + 主机地址，子网掩码帮助判断是否在一个子网内。

ARP协议：IP地址转换成MAC地址，节点向交换机请求某个IP的MAC地址，交换机转发后，接收到该主机的回复，反馈给请求者。用于在局域网内主机通信。

LAN的默认网关是Router，所有发往外的数据默认发给Router，Router从数据帧里面取出数据包，查看IP地址，如果是往外发的，那么修改这个数据帧的源和目的MAC地址，再进行转发。转发过程如下图：