再见2020

最近闲来无事，准备将之前学习的网络相关的知识创新整理，然后写成笔记发出来，有任何错误请联系我进行讨论或者更正

网络学习中需要解决的问题

• topology—-拓扑
  • 物理拓扑(真实的物理连线)
    • 总线型
    • 星形
    • 网状型(全互联)
  • 逻辑拓扑(数据流量的转发)
  • 单臂路由
• speed—-速度
• cost—-开销(不是物理特性，而是计算metric，igp开销的一种参数)
• security—-安全
  • IPSEC VPN
  • MPLS VPN
  • SSH(安全管理协议)
• availability—-可用性，衡量设备在投入使用后实际使用的效能，是设备或系统的可靠性、可维护性和维护支持性的综合特性
• scalability—-拓展性
• reliability—-可靠性，系统在一定时间内。一定条件下无障碍的执行指定功能的能力

主机到主机的网络模型

• OSI（理想的模型，7层）

  OSI	7层模型
  Application	应用层
  Presentation	表示层
  Session	会话层
  Transport(segment)	传输层
  Network(packet)	网络层
  Data Link(frame) MAC地址	数据链路层
  physical(bit)	物理层

  • 应用层(APAU)：提供用户与应用程序之间的借口，判断设备是否有资源被调配

  • 表示层(PPDU)：提供数据的编码与解码，数据的压缩与解压缩，数据的加密与解密

  • 会话层(SPDU)：隔离应用程序之间的一个通信，会话的发起，终止，管理的作用

  • 传输层(segement 段)：控制两端会话的一个质量保证，流量控制(端对端的流量控制)，纠错/差错控制

  • 网络层(packet 包)：为数据转发提供逻辑的寻址，IP地址

  • 数据链路层(frame 帧)：提供硬件地址，差错检测，流量控制(只提供一端)

    • 上子层

      • 逻辑链路控制(LLC)
      • 将网络层数据包封装成帧，=标识网络层协议

    • 下子层

      • 介质访问控制(MAC)
      • 标明帧的地址，标示帧的开始和结束的位置

      8	6	6	2	Variable	4
      帧起始位置	DMAC地址	SMAC地址	类型长度	上层数据	帧校验

  • 物理层(bit 字节)：接口和媒体类型,数据传输的信号(电信号和光信号)，定义比特流，定义信号传输模式，定义网络拓扑类型

    • 信号传输模式
      • 单工模式：信号只能单向传递
      • 半双工模式：信号可以双向传递，但是同一时刻只能朝着一个方向传输(递)
      • 全双工模式：信号双向传递
    • 网络拓扑
      • 总线型(BUS)：存在单点的故障
      • 环形(Ring)：容易引发环路
      • 星形(Star)：存在单点的故障
      • 网状：耗材，设计比较昂贵

  • PDU：protocol Data unit 传输数据单元

  • OSI参考模型的优缺点

    • 优点
      • 将网络通信过程划分成更小、更简单的组件，这有助于组件的开发、设计和故障排除
      • 通过标准化网络组件，让更多的厂商能够协作开发
      • 定义了模型每层执行的功能，从而鼓励了行业标准化
      • 让不同类型的网络硬件和软件能够彼此通信
      • 避免让对一层的修改影响其它层，从而避免妨碍开发工作
    • 缺点
      • 定义的层次太多，执行起来比较复杂
      • 数据包传递过程，封装太多，执行效率变得低下

• TCP/IP(Transport Control Protocol/Internet Protocol)（实际标准，工业标准，4层，DOD定义）

  TCP/IP	工业模型
  Application	应用层
  Transport	传输层
  Internet	互联网层
  Link/Internet access	网络接口层/网络接入层(OSI的物理层和数据链路层)

  • 物理层：

  • 网络按照区域划分

    • LAN(Local Area Network 本地区域网络—-局域网)

      • 解决内部通信问题

      • 局域网的规范

        • 令牌环网(不使用了)
        • FDDI网络(不使用了)
        • 以太网(802.3)—-局域网的规范

      • 接口：

        • RJ 45接口 = 网口
        • 同轴电缆接口
        • 光纤口(IDC数据中心常见)

      • 连接

        • 中继器：只有两个口
        • 集线器(HUB)：多端口的中继器，起到信号放大和传输的作用

      • 线缆

        • 以太网双绞线(网络线5类线、超5类线)—-8根细小的铜线组成(最大只能传递100M)

          • 非屏蔽双绞线(UTP)
          • 屏蔽双绞线(STP)
          • 常用接法
            • EIA-TIA 568A标准：白绿 绿 白橙 蓝 白蓝 橙 白棕 棕
            • EIA-TIA 568B标准：白橙 橙 白绿 蓝 白蓝 绿 白棕 棕
            • 实际上只有4根线在用—-1,2,3,6
              • 1，2用来发送数据
              • 3，6用来接收数据
            • 不同的线序的原因(原因在于，相同的设备他们的RJ 45的引脚是一样的，不同的设备他们的引脚是不一样的)
            • 不同的设备使用直通线
              • 两端线序相同，要么都是568A的线序，要么都是568B的线序
            • 相同的设备使用交叉线
              • 一端使用568A,一端使用568B
            • 我们吧服务器，路由器，PC叫做相同的设备；我们把交换机，集线器叫做相同的设备

        • 同轴电缆

          • 粗缆：传输模拟信号，使用转换器转为AUI接头
          • 细缆：传输数字信号，只用BNC接头连接到网卡

        • 光纤

          • 单模光纤
            • 远距离
          • 多模光纤
            • 近距离

        • 网路传输的介质标准

          

      • 冲突域：可能发生冲突的区域，集线器没有办法分割冲突域，集线器的所有接口在一个冲突域

        • 解决办法：
          • CSMA/CD(载波侦听多路访问及冲突检测—-先听后发，边发边听，侦听冲突，随机后重发)
        • 集线器不可以无限制的接入—-限号衰减问题
          • 规则(5-4-3规则)：最大只有5个网段，4个集线器，三段可以接入

      • 交换机(switch)

        • 替代集线器(因为数据发生碰撞的概率很大，无法避免)
        • 起到信号的放大和传输作用
        • 交换机工作在全双工的模式下
        • 交换机每一个接口就是一个冲突域
        • 交换机分割冲突域：大的冲突域分割成若干个更小的冲突域
        • 交换机是转发广播帧的，所以是没有办法隔离广播域；路由器可以用来隔离广播域
        • 广播数据
          • 数据帧MAC地址全为F的数据
          • MAC(Media Access Control Address) 媒体访问控制地址：采用唯一的标识网络中的一台设备，在局域网中发送数据，这个地址烧录在网卡适配器上的，由6个字节，每个字节 = 8个二进制(01)，实际标识使用12个16机制来表示的，每个十六进制 = 4个二进制

      • 目前的设备大部分直通线/交叉线自适应

    • MAN：城域网

    • WAN：广域网

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