3_1 Linux网络基础

3_1 Linux网络基础

文章目录

  • 3_1 Linux网络基础
    • @[toc]
    • 1. 网络基础
      • 1.1 网络的功能：
      • 1.2 网络的发展
      • 1.3 广域网与局域网
      • 1.4 网络中的重要设备
      • 1.5 网络中的常用的网络拓扑结构
      • 1.6 Tcp/Ip五层参考模型
      • 1.7 网络中传输数据的过程
      • 1.8 网络设备控制方式
      • 1.9 网络的地址
      • 1.10 主机之间通信的三要素
      • 1.11 网速
    • 2. 网络中的设备基础
      • 2.1 交换机
      • 2.2 路由器
      • 2.3 DNS服务器
    • 3. 传输层的两个协议tcp、udp

1. 网络基础

1.1 网络的功能：

  1. 资源共享
  2. 信息传递
  3. 增加可靠
  4. 提高系统处理能力

1.2 网络的发展

  1. 60年代：“分组交换”–> 提高数据传输效率
  2. 70-80年代：“tcp/ip”–> 统一网络协议
  3. 90年代：“web技术”–> 用户最容易享受的服务

1.3 广域网与局域网

  1. 广域网（WAN）

    • 范围：几十到几千千米
    • 作用：用于连接远距离计算机网络
    • 应用：Internet（英特网）

  2. 局域网（LAN）

    • 范围：一千米左右
    • 作用：用于连接较短距离计算机
    • 典型应用：企业网，校园网

1.4 网络中的重要设备

  1. 交换机：连接设备入网，是设备能共享网络
  2. 路由器：连接两个不同范围网络的设备

1.5 网络中的常用的网络拓扑结构

  1. 星形拓扑：易于实现、易于扩展网络、易于排查故障、可靠性低
  2. 网状拓扑：成本高、可靠性高

1.6 Tcp/Ip五层参考模型

网络层协议设备
应用层HTTP、FTP、TFTP、SMTP、NTP、DNS计算机
传输层TCP、UDP防火墙
网络层ICMP、IP、ARP路由器
数据链路层VLAN、TRUNK交换机
物理层网卡

1.7 网络中传输数据的过程

发送数据–>数据打包过程

应用层-->传输层-->网络层-->数据链路层-->物理层
pc发数据-->选择协议-->附加ip地址-->通过交换机转发-->网线网卡传输数据

接收数据–>数据解封过程

此过程为“发送数据”的逆过程

1.8 网络设备控制方式

  1. 直接控制 控制台窗口
  2. 远程控制 ssh

1.9 网络的地址

  1. IPv4地址（IP address）

    • 作用：唯一的用来标识一个节点（连网设备）的网络地址；
    • 地址组成：32个的二进制组成；由网络位+主机位组成。

  2. IP地址的分类：类型判断只需要看IP地址的第一个十进制位

ip类型第一位十进制位网段组成子网掩码
A1~127网+主+主+主255.0.0.0
B128~191网+网+主+主255.255.0.0
C192~223网+网+网+主255.0.0.0
D224~139（组播）
E240~254（科研）
  • 特殊的ip地址
    • 127.0.0.1 本机回环地址
    • 0.0.0.0 严格说来，0.0.0.0已经不是一个真正意义上的IP地址了。它表示的是这样一个集合：所有不清楚的主机和目的网络。这里的“不清楚”是指在本机的路由表里没有特定条目指明如何到达。对本机来说，它就是一个“收容所”，所有不认识的“三无”人员，一律送进去。
    • 255.255.255.255 限制广播地址。对本机来说，这个地址指本网段内(同一广播域)的所有主机。如果翻译成人类的语言，应该是这样：“这个房间里的所有人都注意了！”这个地址不能被路由器转发。
  • 私有地址：这些地址被大量用于企业内部网络中。
    • 10.X.X.X、172.16.X.X～172.31.X.X、192.168.X.X

  1. 子网掩码：位计算机标识IP地址的网络位与主机位，利用二进制的1标识网络位，利用二进制的0标识主机位

  2. mac地址（物理地址或者硬件地址），不需要自定义，设备出厂时会携带。

    • 标识：使用16进制
    • 作用：来标识设备的唯一性，不可修改，全球唯一

1.10 主机之间通信的三要素

  1. IP地址
  2. 子网掩码
  3. IP路由网络设备

1.11 网速

100M位/s(秒) --- 12.5M字节/s
1000M位/s   ---  125M字节/s

2. 网络中的设备基础

2.1 交换机

  1. 交换机的作用：连接设备入网，使设备可以共享网络
  2. 交换机工作原理：学习–>广播–>转发–>更新
  3. 交换机属于数据链路层的设备（二层交换机）
交换机工作流程描述
学习学习数据帧中源mac地址，记录在一个mac地址表中
广播对数据来源之外的所有接口发送寻找目标信息
转发一对一传递数据
更新当连接交换机的设备超过300秒没有数据传递，以及设备从交换机断开，都会造成交换机清除对应的mac地址信息

  1. 为解决广播泛滥，衍生出了vlan{Virtual LAN（vlan）虚拟局域网}和trunk技术

    • 广播域：指接收同样广播信息的节点的集合，比如实际环境中的办公室、教室等
    • 为什么用vlan：交换机的所有接口默认属于同一个广播域；随着接入设备的增多，网络中的广播增多，降低了网络的效率（广播泛滥问题）；为划分广播域引入了VLAN。
    • vlan的优点：广播控制（划分广播域）、增加安全、提高宽带利用率、降低数据传递延迟
    • trunk作用：为数据帧打上vlan标识，使不同vlan数据可以用一条链路传递（单一链路可以承载多个vlan的数据）

  2. 三层交换机：同时具备交换机与路由器功能的强大网络设备，位于第三层的网络层

2.2 路由器

  1. 路由器工作在网络层，让数据传输的更远。
    1. 网络层实现的功能：定义了IP地址
    2. 网络层重要的协议：
      1. icmp（英特网控制报文协议），ping命令就是icmp协议可以检测网络的各种状态
      2. ip：唯一的网络地址标识
  2. 网关：一个网络设备通往另外一个网络设备，通常由路由器（具有路由功能的设备）承担

2.3 DNS服务器

  • 域名解析系统，提供域名解析的机器。

3. 传输层的两个协议tcp、udp

  1. 定义了端口号：65536个（0~65535）
  2. 定义了tcp、udp两个协议

    1. tcp（传输控制协议）：可靠、效率低、面向连接

      三次握手四次断开标记
      用户syn–>服务器用户fin–>服务器syn 打算与对方建立连接
      服务器ack，syn–>用户服务器ack–>用户ack 确认
      用户ack–>服务器服务器fin–>用户fin 打算与对方断开连接
      用户ack–>服务器

    2. 使用tcp协议传输数据的常见服务

      端口协议说明
      21FTP文件传输协议，用于上传下载
      22SSH用于远程登录，管理网络设备
      25SMTP简单邮件传输协议，用于发送邮件
      53DNS域名服务
      80HTTP超文本传输协议
      443HTTPS超文本传输协议，附带安全加密功能

    3. udp（用户数据报协议）：不可靠、效率高、无连接

    4. 使用udp传输数据的常见服务

      端口协议说明
      69TFTP简单文件传输协议
      53DNS域名服务
      123NTP网络时间协议

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