计算机网络技术
目录
1，TCP（Transmission Control Protocol)：传输控制协议
2，UDP（User Datagram Protocol）：用户数据协议
一，网络概述
1，网络的概念
两个不在同一地理位置的主机，通过传输介质和通信协议，实现通信和资源共享。
2，网络发展史
计算机网络发展的第一个阶段（60年代）
计算机网络发展的第二个阶段（70-80年代）
计算机网络发展的第三个阶段（90年代）
3，网络的四要素
传输介质，通信协议，资源，终端
4，网络功能
数据通信，资源共享
5，网络类型
WAN网络，LAN网络
6，网络协议与标准
协议：语法：多个对象之间协商的一个接口对象
语义：解释控制信息每个部分的意义。它规定了需要发出何种控制信息以及完成的动作和 做出的响应
同步：以多字节或多比特组成的数据块为传输单位，仅在帧的打开处同步，帧内维持固定。
标准：大家一致同意的协议
8，网络中常见概念
（1），主机：也称终端系统，任何一种能够连接网络的设备。
（2），通信链路：有物理链路连接到一起组成的一种物理通路。
（3），路由器：和链路层交换机一样，都属于交换机，主要用于转发数据。
（4），分组：当一台端系统向另外一台端系统发送数据时，通常会将数据进行分片，然后为每段加上首部字节，从而形成分组。这些分组通过网络发送到端系统，再进行数据处理。
（5），路径：一个分组所经历的一系列通信链路和分组交换机称为通过这个网络的路径。
（6），因特网服务商：ISP。网络运营商，联通，移动等。
（8），网络协议：计算机网络中为进行数据交换而建立的规则，标准或约定。
（9），IP：网际协议。规定了路由器和端系统之间发送和接收的分组形式。
（10），TCP/IP协议簇：以TCP,IP协议为主的一系列协议。ICMP协议，ARP协议，UDP协议，DNS协议，SMTP协议。
（11），套接字接口：指的就是socket接口，规定了端系统之间通过因特网进行数据交换的方式。
（12），协议：协议定义了两个以上通信实体之间交换报文格式和顺序所遵从的标准。
（13），丢包：在计算机网络中指的是分组出现丢失的现象。
（14），吞吐量：单位时间内成功传输数据的数量。
（15），端口号：在同一台主机内，端口号用于标识不同应用程序进程。
（16），IP地址：网络协议地址，在互联网中唯一标识主机的一种地址。每台入网的设备都有一个IP地址，又分为内网IP和公网IP。
（18），URI：uniform resource identifier，统一资源标识符。
（19），URL：uniform resource locator，统一资源定位符，URI的子集。
（20），HTML：hyper text markup language，超文本标记语言。一种用于创建网页的标准标记语言，通过一系列标签将网络上的文档格式统一，是分散的Internet资源链接为一个逻辑整体。
（21），web页面：web page，由页面上的很多对象组成。
（22），web服务器：web server，可以向浏览器等web客户端提供文档，也可以放置网站文件，数据文件，供全世界浏览和下载。主流的有Apache,Nginx,IIS。
（23），web service：一种跨编程语言和操作系统分平台的远程调用技术。
（24），CDN：content delivery network，分发网络，应用了http协议里的缓存和代理技术，代替源站响应客户端的需要。CDN是构建在现有网络基础之上的网络，它依靠部署在各地的边缘服务器，通过中心平台的负载均衡，分发，调度等功能模块，使用户就近获取所需需要，降低网络拥塞，提高用户访问响应速度和命中率。
（25），WAF：一种应用保护程序，它是一种通过执行一系列针对HTTP/HTTPS的安全策略来专门为web应用提供保护的一款产品，它是应用层面的防火墙，专门检测HTTP流量，是防护web应用的安全技术。
（26），HTTP：hypertext transfer protocol，超文本传输协议。是一个在计算机世界里专门在两点之间传输文字，图片，音频，视频等超文本数据的约定和规范。
（28），SMTP协议：提供电子邮件服务的协议。主要用于系统之间的邮件信息传递，并提供有关来信的通知。
（29），dns协议：用于把人类易于记忆的网络地址名称映射为主机能够识别的IP地址。
（30），telnet协议：远程登录协议，允许用户通过一个协商过程来与一个远程设备进行通信，它为用户提供了在本地计算机上完成远程主机工作的能力。
（31），ssh协议：ssh是一种建立在应用层上的安全加密协议。因为telnet在主机和远程主机的发送数据包的过程是明文传输，未经任何安全加密，容易被网上不法分子嗅到数据包来搞事情。为了数据的安全性，一般会用ssh进行远程登录。
（32），ftp协议：文件传输协议，是应用层协议之一。包括ftp服务器和ftp客户端。用户可以使用ftp客户端通过ftp协议访问位于ftp服务器上的资源。ftp协议传输效率很高，一般用来传输大文件。
（33），单项数据传输：数据的流向只能是单向的，也就是从发送端到接收端。
（34），双向数据传输：数据流向是双向的，又叫全双工通信。
（35），面向连接的：指应用进程在向另一个应用进程发送数据前，需要先进行握手，即它们必须先互相发送预备报文段，用来建立确保数据传输的参数。
（36），三次握手：TCP连接的建立需要经过三个报文段的发送，这种连接的建立过程被称为三次握手。
（38），四次挥手：TCP断开连接需要经过四个报文段的发送，这种断开的过程是四次挥手。
（39），IPV4：网际协议的第四个版本，使用32位的地址。
（40），IPV6：网际协议的第6个版本，IPV6的地址长度为128位。IPV6的使用，解决了网络资源地址数量的问题，也解决了多种接入设备连入互联网的障碍。
（41），接口：主机和物理链路之间的边界。
（42），arp协议：一种解决地址问题的协议。通过IP位检索，可以定位下一个用来接受数据的网络设备的mac地址。如果目标主机和主机不在同一链路上，可以通过arp查照下一条路由的地址。arp只适用于IPV4.
（43），rarp：将arp反过来，通过mac地址定位IP地址的一种协议。
（44），代理arp：用于解决arp包被路由器隔离的情况，通过代理arp可以实现将arp请求转发给邻近的网段。
（45），icmp协议：Internet报文控制协议。如果在IP通信过程中由于某个IP包由于某种原因未能到达目标主机，那么将会发送icmp消息，icmp实际上是IP的一部分。
（46），DHCP协议：一种动态主机配置协议。使用DHCP就能实现自动设置IP地址，统一管理IP地址分配，实现即插即用。
（48），nat协议：网络地址转换协议。指所有本地地址的主机在接入网络时，都需要在nat路由器上将其转换成全球IP地址，才能和其他主机进行通信。
（49），IP隧道：有路由器把网络层协议封装到另一个协议中从而跨越网络传输到另一个路由器的过程。
（50），单播：1对1发送信号。例如早期的固定电话。
（51），广播：主机和它连接的所有端系统相连，主机将信号发送给所有的端系统。
（52），多播：与广播类似，不同在于多播需要限定在某一组主机作为接收端。
（53），igp：内部网关协议，一般用于企业内部自己搭建的路由自治系统。
（54），egp：外部网关协议，通常用于在网络主机之间相互交换路由信息。
（55），mpls：一种标记交换技术，会对每个IP数据包都设定一个标记，然后根据这个标记进行转发。
（56），mac协议：媒体访问控制协议，规定了帧在链路上传输的规则。
（58）以太网：以太网是一种当今最普遍的局域网技术，它规定了物理层的连线，电子信号和mac协议的内容。
（59），vlan：虚拟局域网是一种逻辑上的设备和用户，这些设备和用户并不受物理位置的限制，可以根据功能，部门及应用等因素将它们组织起来，相互之间的通信就好像它们在同一个网段中一样，所以称为虚拟局域网。
（60），基站：无线网络的基础设施。
9，网络拓扑结构
星型拓扑
网型拓扑
二，网络模型
1，分层思想
分层思想的核心理念是将复杂的系统问题划分为多个独立的，相互关联的层级，每个层级有不同的功能和责任。
模块化，抽象性，松耦合，可替换性。
2，OSI七层模型
应用层：应用层为用户提供网络应用和服务。应用层负责处理高层应用程序之间的通信，满足用户的需要，提供与用户的接口。
表示层：表示层负责处理数据的表示方式。它将数据从应用格式转换为网络格式，并提供数据压缩，加密等服务。表示层还会根据不同的应用需求，对数据进行分组或分割。定义传递信息的语法和语义，编码和解码，压缩解压缩，加密解密。
会话层：会话层负责建立，管理和终止会话。它会为会话分配唯一的会话标识符，以确保会话的完整性和可靠性。会话层还负责处理会话之间的数据交换和同步。建立用户间的会话关系。
传输层：传输层为应用层提供端到端的数据传输服务。它负责将数据分割成更小的单元，并确保它们按照正确的顺序传输到目的地。传输层还负责处理流量控制和错误恢复等问题。用户进程间的通信，承上启下。
网络层：网络层负责在整个网络中选择和定位传输路径，处理分组的传输和路由问题。它主要负责IP地址的解析和路由信息的获得，以便将数据从一个网络传输到另一个网络。数据包封装结构，源和目的方的逻辑地址，根据包头的逻辑地址选路。
数据链路层：数据链路层负责在相邻节点之间提供可靠的数据传输服务。它负责将原始的比特流分割成一个个数据帧，并提供流控制和错误检测功能。
物理层：物理层负责在计算机之间传输原始的比特流，它定义了电气，光学和物理接口的特性，以及数据在传输媒介上的传输方式。
3，TCP/IP五层模型
（5），应用层：HTTP|HTTPS，FTP，TFTP，DNS，SMTP；终端设备
（4），传输层：TCP，UDP；防火墙
（3），网络层：ICMP，IGMP，ARP，RARP，IP，RIP；路由器
（2），数据链路层；交换机
（1），物理层；网卡
4，数据的封装与解封装过程
应用层数据封装与解封装的过程：在发送端，应用层会将数据分割成合适的格式。接收端则根据应用层的首部信息，将数据还原为原始格式。这就是应用层的解封装过程。
表示层数据封装解封装过程：在发送端，表示层会对数据进行必要的处理。接收端则需要根据表示层的首部信息，将数据还原为原始格式。这就是表示层的解封装过程。
会话层数据封装与解封装过程：在发送端，会话层会为数据添加一些会话控制信息。接收端则通过识别这些信息，将它们从数据中提取出来，并传递给下一层。这就是会话层的解封装过程。
传输层数据封装与解封装过程：在发送端，传输层为数据添加TCP或UDP首部，包含序列号等信息。接收端则通过识别这些信息，将它们从数据段中提出来，并传递给下一层。这就是传输层的解封装过程。
网络层数据封装与解封装过程：网络层会将数据分割成更小的单元，并为每个数据包添加一些额外的信息。接收端则通过识别这些信息，将它们从数据包中提出来，并传递给下一层。这个过程就是网络层的解封装过程。
数据链路层数据封装和解封装过程：在发送端，数据链路层将数据分割成多个数据帧，并为每个数据帧添加首部和尾部。数据帧封装结构，源和目的方的物理地址，数据校验功能。
物理层数据封装和解封装过程：物理层负责将比特流添加到数据帧的首部，形成一个新的数据单元。这个过程就是数据封装。在接收端，物理层将这个数据单元的首部移除，并传递给下一层。这就是数据解封装。
三，IP地址
1，进制转换
二进制：基于0，1两个数字，逢二进一
八进制：包括8个数字，逢八进一
十进制：包括10个数字0-9，逢十进一
十六进制：包括16个数字0-9A-F，逢十六进一
2，IP地址定义
IP地址由32位二进制组成
IPV6地址由128位二进制数构成
3，IP地址组成部分
网络部分：选择网络范围
主机部分：选择主机位置
4，IP地址分类
A类地址：网络部分+主机部分+主机部分+主机部分，第1位必须是0，A类地址网络位固定为头8位
地址范围：0.0.0.0-127.255.255.255，网络位为2^7=128，主机位为2^24=16777216,可用主机位为2^24-2=16777214
B类地址：网络部分+网络部分+主机部分+主机部分，头两位必须是10，B类地址网络位固定为头16位
地址范围：128.0.000-191.255.255.255，网络位为2^14=16384位，主机位为2^16=65536位，可用主机位为：2^16-2=65534位
C类地址：网络部分+网络部分+网络部分+主机部分，头三位必须是110，C类网络地址固定为头24位
地址范围为192.0.0.0-223.255.255.255，网络位为2^21=2097152，主机位为2^8=256,可用主机位为：2^8-2=254位
D类地址，E类地址：不常用忽略。
5，地址划分
公有网址：收取费用，IPV4地址已用完
私有地址：
A类：10.0.0.0-10.255.255.255
B类：172.16.0.0-172.31.255.255
C类：192.168.0.0-192.168.255.255
6，有关概念
子网掩码：用来选择IP的网络地址
A，B，C三类有类地址的子网掩码：
A类，255.0.0.0/8，B类，255.255.0.0/16，C类，255.255.255.0/24
四，交换机配置
1，以太网MAC地址
以太网用来识别一个以太网上的单独某个设备或一组设备
48比特的以太网-第8位为0-物理地址（单播地址）
第8位为1-逻辑地址（组播地址）
2，Ethernet II帧格式
有物理层和数据链路层封装，第8字节帧起始定界符
3，交换机工作原理
（1），
show mac-address-table
#MAC地址
4，交换机以太网接口的工作模式
单工：两个数据站之间只能沿单一方向传输数据
半双工：两个数据站之间可以双向传输数据，但不能同时进行
双工：两个数据站之间可以双向并同时进行数据传输
5，Cisco交换机的命令行
（2），
config terminal
#配置模式
（3），
interface fastethernet 0/1
#接口模式
6，模式间的转换
（4），
exit
#推出当下界面（一次退一层）
8，命令行的层次关系
用户模式，特权模式，全局模式，接口模式
9，命令行帮助
（5），
？
#查看帮助
10，常用命令
（6），
hostname 123
#配置主机名为123
（8），
show version
#ios名称以及版本信息
（9）
show interface
#查看接口状态
（10），
write
#保存配置
（11），
ip address 192.168.10.5 255.255.255.0
#配置IP地址为192.168.10.5，子网掩码为255.255.255.0
五，路由器配置
1，IP数据包格式
第一行：版本（4），首部长度（4），优先级与服务类型（8），总长度（16）
第二行：标识符（16），标志（3），段偏移量（13）
第三行：TTL（8），协议号（8），首部校验和（16）
第四行：源地址（32）
第五行：目标地址（32）
可选项
数据
2，广播与广播域
广播：将广播地址作为目的地址的数据帧
广播域：网络中能接收到同一个广播所有节点的集合
MAC广播地址：广播地址为FF-FF-FF-FF-FF-FF
IP地址广播：广播地址为IP地址网段的广播地址
3，ARP协议
地址解析协议，将一个已知的IP地址解析为MAC地址
（12），
show arp
#查看arp缓存表
（13），
clear arp-cache
#消除arp缓存
4，CISCO路由器配置
路由的概念：跨越从源主机到目标主机的一个互联网络来转发数据包的过程
路由表：路由器中维护的路由条目的集合，路由器根据路由表做路径选择
静态路由：由管理员手工配置的单项路由
默认路由：当路由器在路由表中找不到目标网络的路由条目时，路由器把请求转发到默认路由接口
路由与交换的差别：路由工作在网络层，交换工作在数据链路层。
（14），
ip route 192.168.10.0 255.255.255.0 192.168.2.2
#所有发往192.168.10.0/24的数据包，都需要从192.168.2.2这个下一跳地址进行转发
六，虚拟局域网vlan
1，vlan概述
分割物理域
物理分割
逻辑分割
2，vlan的种类
静态vlan基于端口划分静态vlan，连接交换机某个接口的主机始终属于一个vlan
动态vlan基于MAC地址划分动态vlan，不管主机移动到哪个端口，都属于一个vlan
3，静态vlan的配置
（16），
vlan database
#打开vlan数据库配置模式
（18），
vlan 2 name vlan2
#创建vlanID为2的vlan命名为vlan2 
（19），
no vlan 2
#删除vlanID为2的vlan
（20），
int range f0/1-10
switchport access vlan 2
#将端口1-10加到vlanID为2的vlan之内
4，验证vlan的配置
（15），
show vlan brief
#查看所有vlan的摘要信息
（21），
show vlan id 2
#查看vlanID为2的vlan的信息 
5，交换网络中的链路模型
Access接口：Access接口收到原始数据帧，给数据打上PVID标识，在交换机内部来实现不同vlan的数据，Access接口发送数据帧时：还原成原始数据帧。
中继链路（trunk链路）：只是用一条链路，且通过标识来标记不同vlan数据
6，配置以太网通道
（22），
channel-group 1 mode on
#配置接口为以太通道模式
八，传输层协议
1，TCP（Transmission Control Protocol)：传输控制协议
TCP是面向连接的，可靠的进程到进程的通信的协议，TCP提供全双工服务，即数据可在同一时间双向传输。
TCP将若干个字节构成一个分组，叫报文段（Segment），TCP报文段封装在IP数据包之内。
第一行：源端口号（16），目标端口号（16）
第二行：序号（32）
第三行：固定号（32）
第四行：首部长度（4），保留（6），URG，ACK，PSH，RST，SYN，FIN，窗口大小（16）
第五行：校验和（16），紧急指针（16）
选项
序号：为每个字节进行编号，便于接收端正确重组
固定号：用于固定发送端的信息
窗口大小：用于说明本地可接收数据段的数目，窗口大小是可变的
SYN：同步序号位，TCP需要建立连接时将该值设为1
ACK：固定序号位：当该位为1时，用于固定发送方数据
FIN：当TCP断开连接时将该位置为1
TCP建立连接的过程称为三次握手
1，发送SYN报文（Seq=x，SYN=1）；2，发送SYN+ACK报文（Seq=y，Ack=x+1,SYN=1,ACK=1)；3，发送ACK报文（Seq=x+1，Ack=y+1，ACK=1）
TCP断开连接的四次握手
1，发送FIN/ACK（FIN=1,ACK=1)；2，发送ACK报文（ACK=1）；3，发送FIN/ACK报文（FIN=1，ACK=1）；4，发送ACK报文（ACK=1）
常用的TCP端口及功能:
| 端口 | 协议 | 说明 |
| 21 | FTP | FTP服务器所开放的控制端口 |
| 23 | TELNET | 用于远程登陆，可以远程控制管理目标计算机 |
| 25 | SMTP | SMTP服务器开放的端口，用于发送邮件 |
| 80 | HTTP | 超文本传输协议 |
| 110 | POP3 | 用于邮件的接收 |
2，UDP（User Datagram Protocol）：用户数据协议
无连接，不可靠的传输协议，话费的开销小
UDP报文的首部格式
第一行：源端口号（16），目标端口号（16）
第二行：UDP长度（16），UDP校验和（16）
UDP长度：用来指出UDP的总长度，伪首部加上数据
校验和：用来完成对UDP数据的差错校验，它是DUP协议提供的唯一的可靠机制
常用的UDP端口号及功能
| 端口 | 协议 | 说明 |
| 69 | TFTP | 简单文件传输协议 |
| 111 | RPC | 远程过程调用 |
| 123 | NTP | 网络时间协议 |
打赏链接：
腾讯云面向开发者汇聚海量精品云计算使用和开发经验，营造开放的云计算技术生态圈。
更多推荐
46
0- 0
已为社区贡献2条内容
所有评论(0)