计算机网络详解

计算机网络详解

网络体系结构

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五层体系结构是理想模型
TCP/IP体系是实际模型

简单介绍各层的作用

物理层：OSI模型中最低的一层，主要是确保原始的数据可在各种物理媒体上传输。好比为汽车行驶提供马路，马路有沥青、柏油、水泥、铁轨等，物理层的媒介也有多种，如双绞线、同轴电缆、光纤等，当然物理层还规定接口所用的接线器的形状和尺寸、引线数目和排列、接口电缆的各条线上出现的电压的范围、某条线上出现的某一电平的电压表示何意
数据链路层：主要讲网络层的报文封装成帧，并将封装的帧进行可靠的传输
网络层：是体系结构中的向导，负责找到要到达接收方的路径（通过IP协议族）包括路由的路径选择等
运输层：主要起到调度的作用，保证流量的控制，拥塞避免，并提供可靠的传输（就是发生了丢包或者错误包，让发送端重传）
应用层：我们程序直接面对的，需要使用的一层，包括DNS、HTTP、FTP协议等等，为我们的软件提供接口，从而让程序能使用网络服务

协议介绍

ARP协议：将IP地址解析为MAC地址
如：局域网内两台主机要相互通信
A主机：IP 192.168.1.1 MAC 0A-11-22-33-44-01
B主机：IP 192.168.1.2 MAC 0A-11-22-33-44-02
A要和B通信时，ARP协议就可以将B主机的IP地址转化为MAC地址，每台主机都会维持一个APR缓存，保存着网络内IP地址和MAC地址的映射，每当访问目的主机时，先查询本地的ARP缓存表，如果有，则取出MAC地址，如果无，发送一个广播的ARP请求向局域网查询

RARP协议：将主机的MAC地址解析为IP地址的协议

ICMP协议：为了更有效地转发IP数据报文和提高数据报文交付成功的机会，在网络层使用ICMP协议，对网路安全有重大意义

IPV4地址

每台计算机要联网，就会向因特网服务方申请一个IP地址。
IP地址是在计算机网络中被用来唯一标识一台设备的一组数字。IPv4地址由32位二进制数值组成，但为了便于用户识别和记忆，采用了“点分十进制表示法”。采用了这种表示法的IP地址由4个点分十进制整数来表示，每个十进制整数对应一个字节。例如，IPv4地址使用二进制的表示形式为00001010 00000001 00000001 00000010，采用点分十进制表示法表示为10.1.1.2。
特点：

• IP地址不能反映出主机物理位置信息，只能通过网络号判断属于哪个网络
• 如果一台主机连接了两个网络，就必须同时具有两个IP地址
  IP地址分类：
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网络类型	地址范围	说明
A	0.0.0.0～127.255.255.255	全0的主机号码表示该IP地址就是网络的地址，用于网络路由；全1的主机号码表示广播地址，即对该网络上所有的主机进行广播
B	128.0.0.0～191.255.255.255	同上
C	192.0.0.0～223.255.255.255	同上
D	224.0.0.0～239.255.255.255	D类地址是一种组播地址
E	240.0.0.0～255.255.255.255	保留。255.255.255.255用于局域网广播地址

私有IPv4地址：
公有IP地址：公网IP是在Internet使用的IP地址
私有IP地址：私有IP地址则是在局域网中使用的IP地址。这些地址不被intetnet访问
外网IP地址是有限的，一个IP地址可以分享给不限台数的用户使用，我们将路由器分配外网IP，局域网内用户使用内网IP，极大的节省了IP地址的分配

网络类型	地址范围
A	128.0.0.0～191.255.255.255
B	172.16.0.0～172.31.255.255
C	192.168.0.0～192.168.255.255

子网划分：
子网的出现是为了解决IP地址空间利用率低和两级IP地址不灵活的问题，
子网就是将一个局域网内部的主机号在进一步划分为多个子网，将整个网络地址在划分为多个小的网络，但从外部看，这个单位仍只有一个网络，只有外部报文进入该网络后，在根据子网号进行选择，找到目的主机

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网关：网关（Gateway）就是一个网络连接到另一个网络的“关口”。也就是网络关卡，假如A网路和B网络内的两台主机想要通信，则必须通过网关，如果网络A中的主机发现数据包的目的主机不在本地网络中，就把数据包转发给它自己的网关，再由网关转发给网络B的网关，网络B的网关再转发给网络B的某个主机。一般网关地址设置为路由器地址，现在主机使用的网关，一般指默认网关（找不到可用的网关，就把数据包发给默认网关负责分发）