计算机基础
计算机网络基础
HCIA --- 华为认证的初级网络工程师
HCIP --- 华为认证的高级网络工程师
HCIE --- 华为认证的专家及网络工程师
计算机网络
计算机网络主要是运用通信技术和计算机技术，
搭建的一个信息收集、发布、存储、处理和应用的载体。
最后通过包交换的方式达到一个资源共享的目的。
图解
补充：云技术 --- 云计算 ---- 分布式计算
云存储 ---- 百度网盘
一、计算机技术
1、网络的由来
阿帕网 --- 1946年2月14日诞生自美国
（1）OSI（open system internet connection --- 开放式系统互连参考模型）七层参考模型核心思想 --- 分层 --- 属于同一层的不同功能具有相同或相似的目的和作用；每一层都在下一层提供服务的基础上再提供更高层次的服务
分层的作用： 1更易于标准化
2降低关联性
3更容易学习或理解
应用层 --- 将抽象语言转化为编码
表示层 --- 将编码转化为二进制
会话层 --- 保持网络应用和网络服务器之间的会话连接
传输层 --- 实现端到端的传输，应用到应用的传输；区分和标定不同的应用 --- 1 - 65535，1- 1023 知名端口号
网络层 --- 封装IP地址
数据链路层 --- 二进制转电信号；介质访问控制层（MAC），逻辑链路控制层（LLC） --- FCS（帧校验序列） --- 校验数据完整性 --- CRC（循环冗余算法）
物理层 --- 处理电信号
ISO --- 国际标准化组织
（2）TCP/IP模型
TCP/IP模型与OSI七层参考模型对比图
四层模型 ---- TCP/IP标准模型
五层模型 ---- TCP/IP对等模型
PDU --- 协议数据单元 应用层 ---- 报文
L1PDU 传输层 ---- 段
L2PDU 网络层 ---- 包
… 数据链路层 ---- 帧
L7PDU 物理层 ----- 比特流
应用层 --- HTTP 超文本传输协议 TCP 80
HTTPS = HTTP + SSL/TLS --- TCP 443
FTP 文件传输协议 TCP 20/21
TFTP 简单文件传输协议 UDP 69
telnet 远程登录协议 --- TCP 23
SSH TCP 22
DHCP 动态主机配置协议 --- UDP 67/68
DNS 域名解析协议 --- UDP/TCP 53
传输层 --- 端口号 -- TCP UDP
网络层 --- IP地址 --- IP
数据链路层 --- MAC地址 --- 以太网协议 ---- 以太网：早期局域网的解决方案，现在也
用在广域网当中。就是依靠MAC地址寻址的一二层网
络。
以太网Ⅱ型帧
——封装和解封装
2、网络的演变
对等网 --- 增大网络规模 --- 中继器-数字信号，放大器-逻辑信号（延长传输距离 --- 解决信号衰弱，无法解决信号畸变） --- 物理层设备 --- 延长5倍传输距离
--- 网络拓扑（增加网络节点数量） --- 直线型、环型、星型（性价比最高）网状、混合型、树型
3、传输介质
（1）RJ-45双绞线（网线）--- 8跟铜丝组成，分为4组，两两相绞（为了抵消电磁干扰）
传输信号：电信号；传输介质 --- 铜丝
超五类线 --- 目前最常用
100Mbps（带宽进率1000，文件进率1024）
带宽速率计算公式 --- 100 / 8 * 0.85 = 10.6
屏蔽双绞线 --- 在外界强干扰的情况下使用
非屏蔽双绞线
（2）光纤（两个头，一个接受数据，一个发送数据）
传递的信号 --- 光信号；传输介质 --- 光导纤维（玻璃纤维）
电信号 --- 光信号 ： 发光二极管，注入式激光二极管
光信号 --- 电信号 ： 光电二极管
光纤分为：
单模光纤：注入式激光二极管 --- 信号畸变小，传输距离远
多模光纤：发光二极管
4、网络拓扑结构
（1）直线型拓扑（总线型）
（2）环形拓扑
（3）星型拓扑 （性价比最高）
（4）网状拓扑
（5）混合型 --- 多环型拓扑
5、设备
（1）集线器（hub） --- 物理层设备
存在问题：
1、地址问题 --- （1）全球唯一；（2）格式统一
MAC地址 --- 所有芯片出厂时厂家烧录的一个串号，全球唯一。48位二进制构成；前24位 --- 厂商的标识；后24位 --- 给厂商分 配的串号，用来区分不同的芯片
电脑查看MAC地址方法：（1）更改适配器选项
（2）ipconfig /all --- 通过命令行控制界面
2、冲突 --- CSMA/CD 载波侦听多路访问/冲突检测（设置一个随机的计时器） --- 排队
3、安全
4、延迟
（2）交换机 --- 二层设备
作用：
1、增加端口密度
2、可以无限延长传输距离
3、完全解决冲突 --- 所有主机同一时间可以同时收发数据
4、实现单播 --- 一对一的通信
交换机的转发原理：数据来到交换机，交换机先看数据中的源MAC地址，之后将源MAC地址和进入的接口的对应关系记录在MAC地址表，之后，看目标MAC地址，基于目标MAC地址查看MAC地址表。如果，MAC地址表中有记录，则将按照记录从对应的接口发出，实现单播；若没有记录，则泛洪 ---- 除了进入的接口外，交换机将数据转发给剩余的所有接口。
泛洪范围 ：交换机的一个接口可以对应多个MAC地址，一个MAC地址只能对应一个交换机的接口。
MAC地址泛洪攻击
MAC地址表的老化时间 --- 300S
（3）路由器 --- 三层设备
作用：
1、隔离广播域 --- 路由器的一个接口对应一个广播域
2、转发
7、协议
（1）IP --- 互联网协议
网络位 -- 网络位相同，则代表处于同一个泛洪范围；
主机位 -- 区分同一个泛洪范围内的各个主机
子网掩码 --- 由连续的1和连续的0构成 --- 1代表网络位，0代表主机位
分为：
IPV4 --- 32位二进制构成 --- 点分十进制
IPV6 --- 128位二进制构成 --- 万物互联 --- 物联网 --- 冒分十六进制
IP地址分类
A：0xxx xxxx 1-126
B：10xx xxxx 128-191
C：110x xxxx 192-223
单播地址 --- 既可以作为源IP，也可以作为目标IP使用
D：1110 xxxx 224-239 --- 组播地址，只能作为目标IP使用
E：1111 xxxx 240-255 --- 保留地址
在IP地址空间中，A，B，C三类地址中各有一部分地址，他们被称为私有地址（私网IP地址)，其余的所有地址都称为公有地址（公网IP地址)
A: 10.0.0.0 - 10.255.255.255 ---相当于一个A类的网段
B: 172.16.0.0 - 172.31.255.255 ---相当于16条B类网段
C:192.168.0.0 - 192.168.255.255 ---相当于256条C类的网段
特殊IP地址：
1、127.0.0.0 - 127.255.255.255 --- 环回地址
2、255.255.255.255 --- 受限广播地址 --- 只能作为目标IP使用
3、主机位全1 --- 192.168.1.255 --- 直接广播地址 --- 只能作为目标IP使用
4、主机位全0 --- 192.168.1.0 --- 网段 --- 网络号
5、0.0.0.0 ---- （1）代表没有IP；（2）可以代表所有IP
6、169.254.0.0/16 --- 自动私有地址/本地链路地址
通信方式：（1）单播 --- 一对一；（2）组播 --- 一对多；（3）广播 --- 一对所有（广播域内）
VLSM --- 可变长子网掩码（子网划分）
CIDR --- 无类域间路由 --- 汇总 --- 取相同，去不同
ping （PIN）---- 检测网络连通性的工具。实际上是发送一个ICMP（internet control messagees protocol 网间控制报文协议）协议的数据包，特点是强制对方回包
（2）ARP协议 --- 地址解析协议 --- 通过一种地址获取另外一种地址
广播 --- 逼交换机泛洪
48位二进制全1 --- 12位十六进制全F --- 广播地址
广播域 == 泛洪范围
广播<>泛洪
ARP的工作原理：ARP发送广播请求包，所有收到广播包的设备都需要先将数据包中的
源IP1中，之后，再看请求的IP地址，如果请求的IP地址不是本地的IP地址，则直接丢
弃；如果请求的IP地址是本地的IP地址，则将进行ARP应答。之后，再发送信息时，优
先查看本地的ARP缓存表，如果有记录，则直接按照记录进行发送，否则，再发送ARP
请求，获取对方的MAC地址。
PC>arp -a --- 查看本地ARP缓存表
ARP缓存表老化时间 --- 180S
ARP欺骗 --- 后发包，更新ARP缓存表
ARP的分类
正向ARP --- 通过IP地址获取MAC地址
反向ARP --- 通过MAC地址获取IP地址 RARP
免费ARP --- 1，自我介绍；2，检测地址冲突；3，检测攻击行为
（3）TCP和UDP的区别
1，TCP是面向连接的协议，UDP是无连接的协议；
2，TCP协议传输是可靠的，UDP协议传输“尽力而为”；
3，TCP可以进行流控，UDP不行；
4，TCP可以进行分段，UDP不行；
5，TCP传输速度较慢，占用资源较大；UDP传输速度较快，占用资源小；
TCP和UDP的应用场景：TCP更适合对传输可靠性要求较高，但是对速度要
求较低的场景；UDP更适合对速度要求较高，对可靠性要求较低的场景
（即时类通讯）
什么是面向连接
在正式传输数据之前，先通过预备好的协议，建立点到点的连接，之后再传输数据。
TCP和IP都是可变长头部
MTU ---- 最大传输单元 ---- 1500字节
MSS ---- 最大段长度 --- 1460 --- 需要协商，当两方不同时，将按照小的一方执行（在TCP
三次握手的前两次SYN包中协商）
伪头部校验 --- 32位源IP地址，32位目标IP地址，8位保留，8位协
议，16位总长度 --- 反码相加法
TCP三次握手
TCP四次挥手
TCP传输可靠性的保障机制 --- 确认，重传，排序，流控 --- 滑动窗口机制
网络层 --- IP地址 ---- IP
TTL -- 生存时间 ---- 当数据包每经过一次路由器的转发，这个TTL值将减1。当一个数据包中的TTL值为0时。则路由器将不再对其进行转发，将直接丢弃。
协议号
TCP --- 6
UDP --- 17
ICMP --- 1
二、通信技术
1876 --- 贝尔获得电话专利 --- 公共交换网（电路交换 --- 人工搭建临时通路）--- 1888年机械代替人工