网络基础一 交换机 路由器 OSI7层模型

Posted 2020-10-10

第1章 网络基础

1.1 网络的出现

       解决计算机通讯的需求

       实现计算机信息可以传递

1.2 主机之间实现通讯基本要求（三要素）

①. 需要在两台主机之间建立物理连接，物理连接的方式有网线 光纤线 wifi 蓝牙，将这些方式统称为介质；

②. 两台主机可以识别数据信息，通过二进制数的方式，利用制定好的协议标准。

③. 将二进制数转换为电信号，从而可以让介质识别传输，利用网卡发送/接收数据：

    在发送数据的时候，将二进制数转换为电信号

       在接收数据的时候，将电信号还原为二进制数

       通过网卡调制或接收不同的信号；10M 100M 1000M  100Mbps=每秒中可以传输100M个bit

1.2.1 网线与光纤

利用网线传输的是电信号

利用光纤传输的是光信号

1.2.2 计算机中的信息传递

计算机利用二进制表示数据信息：

实例1-1 例如：

你好==01    01==你好    利用高低电压识别二进制信号   0 低电压   1 高电压

实例1-2 多个连续的高/低电压   

000 111  ===>>   规定每秒钟只接收和发送一个信号

              网卡上面都会存在相应的网络速率  100mbps == 每秒钟传输的数据包的个数

              100M=100000K=100000000bit   0   1  统称为位（比特流）

1.2.3  影响网络传输效率的因素有三点

发送方的网卡速率

接收方的网卡速率

传输介质的传输速率

1.2.4 存储数据字节与比特换算公式

网络领域：识别数据信息---bit  比特

系统领域：识别数据信息---byte 字节

     1byte = 8bit   1bit = 1/8byte

第2章 交换机与路由器

2.1 交换机

2.1.1 为什么要有交换机

为了实现多台主机之间互相通讯的需求

交换机可以实现隔离冲突域，但是无法实现隔离广播域

2.1.2 交换机实现互相通讯的要求

       01）找到需要接受我信息的人，在一个交换网络中，需要通过广播实现

       02）让接收人可以获悉接收的信息是发送给自己的，需要借助网络标识，即mac地址

           mac地址是物理地址，mac地址全球唯一

       03）当网络中发送的广播包过多时，也会影响网络中主机的性能，

造成这种问题称为广播风暴

           一个广播风暴的波及范围只在一个局域网中

              在一个局域网中，所有的主机在一个广播域，一个交换机有多少个端口，就有多少个冲突域

2.1.3 交换机的特点

 在一个交换机的端口上所连接的所有终端设备，均在一个网段上（称为一个广播域）

 并且一个网段会有一个统一的网络标识，会产生广播消耗设备cpu资源。

 交换机可以隔离冲突域，每一个端口就是一个冲突域

 终端设备接入

 基本的安全功能

2.1.4 广播风暴

广播风暴（broadcast storm）简单的讲是指当广播数据充斥网络无法处理，并占用大量网络带宽，导致正常业务不能运行，甚至彻底瘫痪，这就发生了“广播风暴”。一个数据帧或包被传输到本地网段 （由广播域定义）上的每个节点就是广播；由于网络拓扑的设计和连接问题，或其他原因导致广播在网段内大量复制，传播数据帧，导致网络性能下降，甚至网络瘫痪，这就是广播风暴。

2.2 路由器

2.2.1 为什么要有路由器

既要隔离广播风暴，有能让不同的局域网中的主机可以实现通讯

2.2.2 多个路由器互联

多个路由器互联，路由表信息实现统一一致的过程称为“路由表收敛”，路由器彼此之间说悄悄话，实现路由收敛的方式称为 路由器协议

2.2.3 主机身份标识信息

局域网编码+主机编码=经过路由器的身份标识信息

    网段（网络地址）+ 主机地址=IP地址

2.3 路由协议

2.3.1 静态路由器协议

需要手动的指明我要到达的目标网络，是通过路由器哪个接口对应连接的路由器到达

              （路由表收敛快）

2.3.2 动态路由器协议

采用类似广播的方式，每台路由器都告知其他相连的路由器，我所连了哪些网络

              （配置操作简单--RIP OSPF EIGRP）

2.4 广播域与冲突域

路由器：每一个端口是一个广播域也是冲突域

交换机：每一个端口都是一个冲突域，一台交换机共一个广播域

第3章 网络划分

3.1 按网路层次划分

       核心层、汇聚层、接入层

3.1.1 核心层

将网络主干部分称为核心层，核心层的主要目的在于通过高速转发通信，提供油画，可靠的骨干传输结构，因此核心层交换机应拥有更高的可靠性，性能和吞吐量。

3.1.2 汇聚层

将位于接入层和核心层之间的部分称为分布层或汇聚层，汇聚层交换层是多台接入层交换机的汇聚点，它必须能够处理来自接入层设备的所有通信量，并提供到核心层的上行链路，因此汇聚层交换机与接入层交换机比较，需要更高的性能，更少的接口和更高的交换速率。

3.1.3 接入层

通常将网络中直接面向用户连接或访问网络的部分称为接入层，接入层目的是允许终端用户连接到网络，因此接入层交换机，具有低成本和高端口密度特性。

3.2 按规模划分

       局域网、城域网、广域网

3.2.1 局域网

本地私有的一共网络范围，如果是一个规模比较大的局域网，也会成为一共园区网。

3.2.2 城域网

如果一个网络的覆盖面积达到了一个城市，就可以成为城域网

3.2.3 广域网

如果覆盖的面积达到了全国或是全球，就成为广域网。全球最大的广域网是internet 互联网。

第4章 OSI7层模型组成

4.1 模型结构

由上至下。

层	功能	数据单元
应用层	网络进程到应用程序。针对特定应用规定各层协议、时序、表示等，进行封装 。在端系统中用软件来实现，如HTTP等	Data （数据）	主机层
表示层	数据表示形式，加密和解密，把机器相关的数据转换成独立于机器的数据。规定数据的格式化表示 ，数据格式的转换等
会话层	主机间通讯，管理应用程序之间的会话。规定通信时序 ；数据交换的定界、同步，创建检查点等
传输层	在网络的各个节点之间可靠地分发数据包。所有传输遗留问题；复用；流量；可靠o	Segments （数据段）
网络层	在网络的各个节点之间进行地址分配、路由和（不一定可靠的）分发报文。路由（ IP寻址）；拥塞控制。	Datagram网络分组/数据报文	媒介层
数据链路层	一个可靠的点对点数据直链。检错与纠错（CRC码）；多路访问；寻址	Bit/Frame（数据帧）
物理层	一个（不一定可靠的）点对点数据直链。定义机械特性；电气特性；功能特性；过程特性	Bit（比特）

 思考 ： 如何利用OSI7层模型实现主机间网际互联