俄罗斯网站制作,比特币做空网站,辽宁营商建设局网站,云盘做网站空间文章目录 1.网络常识1.0DHCP协议1. 1IP地址/MAC地址/ARP协议是什么#xff1f;IP/MACARP#xff1a;IP ⇒ MAC 1.2手机连接wifi的原理 SSID与BSSID手机连接wifiSSID与BSSID 1.3手机如何通过“数据/流量”上网#xff1f;1.4电脑连接wifi的原理#xff1f;电脑通过热点上网… 文章目录 1.网络常识1.0DHCP协议1. 1IP地址/MAC地址/ARP协议是什么IP/MACARPIP ⇒ MAC 1.2手机连接wifi的原理 SSID与BSSID手机连接wifiSSID与BSSID 1.3手机如何通过“数据/流量”上网1.4电脑连接wifi的原理电脑通过热点上网的原理1.5固定电话打电话的原理智能手机打手机电话/语音电话/视频电话的原理1.6 2G/5G有什么区别1.7光纤和猫和路由器和wifi有什么关系1.8OSI中物理层涉及到的物理设备有那些1.9集线器有什么功能1.10调制解调器和猫是什么1.11局域网工作在数据链路层1.12数据链路层有什么网络标准1.13以太网令牌环网无限lan1.14网络通信的理解 2.网络协议2.1简要叙述OSI七层模型2.2为什么OSI是七层TCP/IP是四层或五层2.3TCP/IP没有遵从OSI这个基本参考模型。这句话对吗2.4为什么叫做“以太”网2.5NAT协议2.6TCP/IP五层(或四层)模型2.7协议栈 3.计算机通信流程4.网络传输流程端口号数据包封装和数据包分用IP/MAC 5.B站Up优质截图5.1各施其职 了解网络发展背景对局域网/广域网的概念有基本认识; 了解网络协议的意义 重点理解TCP/IP五层结构模型; 学习网络传输的基本流程理解封装和分用
1.网络常识
1.0DHCP协议
DHCP动态主机配置协议Dynamic Host Configuration Protocol是一个局域网的网络协议使用UDP协议工作主要有两个用途给内部网络或网络服务供应商自动分配IP地址给用户或者内部网络管理员作为对所有计算机作中央管理的手段。 DHCP有以下几个主要优点 网络管理简化DHCP服务器集中管理IP地址的分配减少了网络管理员手动配置IP地址的工作量。 提高IP地址利用率DHCP服务器可以动态地分配和回收IP地址避免IP地址的浪费。 增强网络安全性DHCP服务器可以配置为只分配特定的IP地址范围给特定的设备从而增强网络的安全性。 支持移动办公当用户从一个子网移动到另一个子网时DHCP可以自动更新其IP地址配置实现无缝切换。 DHCP的工作流程通常包括以下四个步骤 DHCP Discover新加入网络的客户机寻找DHCP服务器。 DHCP OfferDHCP服务器响应客户的请求并向其提供IP地址。 DHCP Request客户机选择服务器提供的IP地址。 DHCP ACK服务器确认所提供的IP地址的有效性。 需要注意的是DHCP并不能防止网络中的IP地址冲突但它可以减少IP地址冲突的可能性因为DHCP服务器会跟踪哪些IP地址已经被分配出去。
在企业网络、学校网络以及许多其他公共网络中DHCP都被广泛应用使得设备接入网络并获取配置变得简单且高效。
1. 1IP地址/MAC地址/ARP协议是什么
IP/MAC
计算机网络中用于标识和定位设备的两种重要地址。 IP地址 IP地址Internet Protocol Address是互联网协议地址用于在IP网络中唯一标识每一台设备。它通常是由一串数字组成如192.168.1.1。 IP地址是分层的它分为网络地址和主机地址两部分这有助于路由器确定数据包的传输路径。 IP地址可以分为公有地址和私有地址。公有地址是在全球范围内唯一的而私有地址则是用于内部网络通过路由器等设备接入互联网时会被转换为公有地址。 IP地址是逻辑地址它并不直接对应于物理设备的物理位置或物理接口。 MAC地址 MAC地址Media Access Control Address是媒体访问控制地址也称为物理地址或硬件地址。它是由网络设备制造商在制造时分配给网络接口的是全球唯一的。 MAC地址通常用于局域网中的通信用于标识网络上的每一台设备。路由器等设备通过MAC地址来确定数据包应该发送给哪个物理接口。MAC地址是物理地址与设备的物理接口直接相关。 二者之间的关系 当一个数据包需要在网络中传输时源设备会首先使用目标设备的IP地址来确定如何发送数据包。路由器会根据IP地址的路由信息将数据包从一个网络转发到另一个网络直到到达目标网络。 当数据包到达目标网络后目标网络中的设备会使用MAC地址来确定数据包应该被发送到哪个具体的设备。如果源设备知道目标设备的MAC地址它可以直接将数据包发送给目标设备如果不知道它会发送一个ARP地址解析协议请求来询问目标设备的MAC地址。 简而言之IP地址用于在网络中定位设备而MAC地址则用于在同一局域网中定位设备。二者协同工作确保数据包能够正确地从源设备传输到目标设备。
ARPIP ⇒ MAC
ARPAddress Resolution Protocol地址解析协议是一个网络协议用于将32位IP地址转换为MAC地址。它通常用于局域网内部特别是在IPv4网络中。ARP协议的主要功能是在只知道一个设备的IP地址时找出其对应的MAC地址。 ARP的工作过程如下 请求当一个设备需要知道另一个设备的MAC地址时通常是因为它想与那个设备通信它会发送一个ARP请求。这个请求中包含目标设备的IP地址和发送请求设备的IP地址及MAC地址。 广播ARP请求是以广播形式发送的这意味着它会发送到局域网内的所有设备。 响应目标设备在接收到ARP请求后会检查请求中的IP地址是否与其自身的IP地址匹配。如果匹配目标设备会发送一个ARP响应其中包含其MAC地址。 更新ARP缓存发送ARP请求的设备在接收到响应后会将其存储在其ARP缓存中以便将来可以直接使用而不必再次发送ARP请求。 ARP协议在IPv4网络中非常重要因为它允许设备在没有预先知道MAC地址的情况下进行通信。然而IPv6网络使用了不同的机制如邻居发现协议来实现类似的功能因此ARP在IPv6中并不使用。
需要注意的是ARP协议有时也可能被用于网络攻击如ARP欺骗或ARP泛洪攻击。因此在配置和管理网络时需要确保采取适当的安全措施来防范这些攻击。
1.2手机连接wifi的原理 SSID与BSSID
手机连接wifi
基于无线网络技术和通信协议。
无线局域网技术WiFi基于无线局域网WLAN技术使用无线电波作为传输介质。无线路由器作为接入点通过天线发送和接收无线电信号实现与手机等设备的通信。
SSID与BSSID每个WiFi网络都有一个唯一的SSID服务集标识符这是网络的名称手机通过搜索并识别SSID来找到要连接的网络。同时BSSID基本服务集标识符是无线路由器的MAC地址用于标识特定的接入点。
认证与加密为了确保网络安全WiFi网络通常使用WPA2Wi-Fi Protected Access 2等安全协议进行身份验证和数据加密。手机在连接WiFi时需要与无线路由器进行握手通过密码或其他认证方式完成身份验证然后建立安全的通信通道。
IP地址分配一旦手机成功连接到WiFi网络无线路由器会为其分配一个IP地址通常是通过DHCP协议。这个IP地址是手机在局域网内的唯一标识用于与其他设备进行通信。
数据传输手机通过WiFi连接后就可以与路由器或其他设备进行数据传输。数据在传输过程中会经过调制和解调以适应无线传输的需求。同时通过一定的路由算法数据包能够在网络中正确地找到目标地址。
综上所述手机连接WiFi的原理涉及无线局域网技术、认证与加密、IP地址分配以及数据传输等多个环节。这些技术共同确保了手机能够安全、稳定地连接到WiFi网络实现高速的无线数据传输。
SSID与BSSID
SSID和BSSID都是无线网络中的重要概念它们在无线网络通信中扮演着不同的角色。
SSID全称Service Set Identifier即服务集标识。它主要用于标识无线网络的名称用户可以通过搜索SSID来连接到特定的无线网络。对于公共网络如咖啡店、机场等SSID通常是公开可见的任何设备都可以搜索到并连接。然而在家庭或企业内部网络中管理员通常会更改SSID并且可以选择将其隐藏以增加网络的安全性。但请注意隐藏SSID并不意味着网络绝对安全因为专门的工具仍可能发现隐藏的SSID。
BSSID也称为Basic Service Set (BSS)的标识符基本服务集标识符是一个长度为48位的二进制标识符用于识别不同的BSS。每个BSS都会被赋予一个唯一的BSSID。BSSID的主要优点在于它可以作为过滤之用帮助设备在扫描无线网络时确定哪个网络是可用的。由于BSSID是基于MAC地址生成的因此它对于网络管理员来说非常有用可以用于识别连接到网络的设备和监视网络的使用情况。此外一些安全策略也可以基于BSSID来实现例如将无线网络限制为仅允许特定的BSSID连接。
总的来说SSID和BSSID在无线网络中各自扮演着重要的角色SSID主要用于标识和连接网络而BSSID则主要用于区分不同的基础服务集并识别连接到网络的设备。
1.3手机如何通过“数据/流量”上网
当我们在手机上使用“数据/流量”上网时实际上是手机通过移动通信网络如2G、3G、4G、5G等与其他设备进行数据传输和接收的过程。
手机通过数据/流量上网的原理主要依赖于无线通信技术和数据传输技术。首先手机通过内置的无线网卡如移动通信芯片与附近的基站进行连接。这个连接是通过无线电波实现的使用了蜂窝通信的技术。在连接建立后手机可以将数据转换为无线数字信号并通过选定的频道发送给基站。基站接收到信号后会将其转发到运营商的核心网络。
核心网络由多个节点和服务器组成通过高速光纤进行数据的传输和处理。当基站接收到手机发送的数据请求如浏览网页、观看视频等时它会将这些请求转发到核心网络并进一步转发到互联网上的相应服务器。服务器处理请求后将相应的数据返回给基站基站再将数据发送给手机。
同时手机的IP地址是其在互联网上的唯一标识符它帮助互联网上的设备找到手机并与其进行数据传输。这样手机就可以通过数据/流量与互联网上的其他设备进行通信和交互实现上网的功能。
需要注意的是使用数据/流量上网会消耗手机的流量套餐中的配额超出配额后可能需要支付额外费用。因此在使用流量上网时用户应关注自己的流量使用情况并选择合适的套餐和流量管理策略。
总结来说手机通过数据/流量上网是依赖于无线通信技术和数据传输技术的过程它实现了手机与互联网之间的连接和数据交换为用户提供了便捷的上网体验。
1.4电脑连接wifi的原理电脑通过热点上网的原理
电脑连接WiFi的原理与手机连接WiFi的原理相似都是基于无线网络通信技术实现的。 以下是电脑连接WiFi的详细原理 首先电脑内置有无线网卡这相当于一个无线接收器能够接收和发送无线信号。当电脑打开WiFi功能并搜索可用的WiFi网络时无线网卡会向周围发送广播信号寻找可用的无线路由器或热点。
无线路由器或热点在接收到电脑的广播信号后会回应一个信号包含其身份信息和加密方式如果有的话。电脑接收到回应信号后会显示出可用的WiFi网络列表。
用户从列表中选择要连接的WiFi网络并输入密码如果网络是加密的。电脑通过无线网卡将连接请求和密码发送给无线路由器或热点。
无线路由器或热点验证密码的正确性。如果密码正确它会与电脑建立无线连接并分配一个IP地址给电脑使其能够接入网络。
一旦连接建立成功电脑就可以通过无线路由器或热点接入互联网。无线路由器或热点作为网络的网关负责将电脑发送的数据包转发到互联网并将从互联网接收到的数据包转发给电脑。
当电脑连接到一个热点如手机热点并通过该热点上网时原理是类似的。手机热点相当于一个临时的无线路由器它会创建一个WiFi网络供其他设备连接。电脑连接到手机热点后通过手机的移动网络接入互联网。手机将数据信号转换为无线信号发送给电脑电脑再通过无线网卡接收这些信号并通过手机的移动网络进行上网。
总结来说电脑连接WiFi或热点的原理是通过无线网卡与无线路由器或热点建立无线连接并通过这些设备接入互联网实现上网功能。在连接过程中密码验证和IP地址分配等步骤确保了连接的安全性和有效性。
1.5固定电话打电话的原理智能手机打手机电话/语音电话/视频电话的原理
固定电话、智能手机打电话、语音电话和视频电话的通信原理虽有所差异但都依赖于特定的通信技术和协议。以下是关于这些电话通信方式的原理简述 固定电话打电话的原理 固定电话依赖于公共交换电话网络PSTN进行通信。当用户拨打一个电话号码时电话机通过电话线将拨号信号发送到最近的电话交换机。交换机识别号码并确定路由将信号传输到目标电话所在的交换机最终到达目标电话机。整个过程中语音信号通过模拟信号的形式在电话线上传输。 智能手机打手机电话的原理 智能手机之间的电话通信主要依赖于移动通信网络如2G、3G、4G或5G。当用户拨打一个手机号码时手机会向最近的基站发送请求信号。基站接收到信号后会将其转发到移动网络核心核心网络负责处理呼叫请求并找到目标手机所在的基站。然后通过基站与目标手机建立通信连接实现语音通话。在通话过程中语音信号会被手机转换为数字信号通过无线电波传输再在接收端被转换为语音信号。 智能手机打语音电话的原理 语音电话的原理与打手机电话相似都依赖于移动通信网络。语音通话时手机会将用户的语音信号转换为数字信号并通过移动网络传输到对方手机。对方手机接收到数字信号后将其解码还原为语音信号实现实时通话。 智能手机打视频电话的原理 视频电话除了传输语音信号外还需要传输视频信号。视频信号通常通过压缩编码后以数据包的形式在移动网络上传输。在发送端手机会捕获摄像头的视频信号进行编码和压缩然后通过移动网络发送给对方手机。在接收端手机会解码接收到的视频数据包并显示在屏幕上实现实时视频通话。视频电话可以利用普通的电话线路传输也可以通过IP网络进行传输这取决于视频电话的服务提供商和技术实现方式。
总的来说无论是固定电话还是智能手机电话通信都依赖于特定的通信网络和协议来实现语音和/或视频信号的传输。随着技术的发展通信方式也在不断更新和演进为用户提供了更加便捷和丰富的通信体验。
1.6 2G/5G有什么区别
有了大面积网络的存在美团淘宝这样的东西才有用。 马云创造时代还是时代成就马云 ⇒ 时代成就马云 2G和5G是两种不同的移动通信技术规格它们在多个方面存在显著的差异。
首先2G是第二代移动通信技术主要实现语音通信和短信功能。它采用数字信号传输提高了语音通信的质量并支持短信服务。然而2G网络的数据传输速率较低无法支持高速数据传输应用如互联网访问。
而5G是第五代移动通信技术它支持高速数据传输、低延迟和大连接等特点。5G网络的速度比2G网络快数百倍可以支持更多的应用和连接设备。此外5G还支持更低的延迟可以实现实时互动和虚拟现实应用。5G网络还具有更大的覆盖范围能满足工业控制、远程医疗、自动驾驶等对时延和可靠性具有极高要求的垂直行业应用需求。
总结来说5G在传输速率、延迟、连接数以及应用场景等方面都相较于2G有显著提升。随着技术的不断进步移动通信网络也在不断发展为用户提供更快、更稳定、更丰富的通信体验。
1.7光纤和猫和路由器和wifi有什么关系
光纤、光猫、路由器和WiFi在现代网络通信中各自扮演着重要的角色并且它们之间有着密切的联系和相互依赖的关系。
光纤是一种用于高速数据传输的线缆它能够将光信号从一端传输到另一端。光纤通常用于宽带接入提供高速、稳定的网络连接。
光猫Optical Network TerminalONT是光纤接入网络的终端设备。它的作用是将光纤中的光信号转换为电信号以便后续的网络设备能够识别和处理。光猫通常与光纤直接相连作为宽带接入的起点。
路由器则是一个网络设备它负责将光猫转换后的电信号即网络信号进行进一步的处理和分发。路由器具有多个端口可以连接多台设备并通过网络协议实现设备之间的通信。它不仅能够提供有线网络连接还可以通过内置或外接的无线模块提供WiFi功能。
WiFi是一种无线局域网技术它使得设备可以在不连接网线的情况下进行网络连接。路由器开启WiFi功能后会创建一个无线网络设备可以通过连接到这个网络来进行上网。WiFi技术的使用大大方便了用户使得移动设备和笔记本电脑等可以轻松接入网络。
综上所述光纤提供了高速的网络连接光猫将光纤中的光信号转换为电信号路由器则将电信号进行处理和分发并通过WiFi技术提供无线连接。它们共同构成了一个完整的网络接入和传输系统使得用户能够轻松、高效地进行网络通信。在家庭或办公环境中这些设备通常被组合在一起使用以满足用户多样化的网络需求。
1.8OSI中物理层涉及到的物理设备有那些
在OSI开放系统互连七层模型中物理层是最低层主要负责处理传输介质上的信号传输。在物理层中涉及的主要物理设备有以下几种
网卡Network Interface Card, NIC网卡是计算机与网络之间的接口设备负责在计算机与网络之间进行数据的传输和接收。它可以将计算机中的数据转换成能在网络上传输的信号并能将网络上的信号转换成计算机能够识别的数据。 网线Ethernet Cable网线是用于连接计算机和网络设备的线缆如双绞线、同轴电缆或光纤等。它负责在物理层上传输比特流。 集线器Hub集线器是一种将多条以太网双绞线或光纤集合连接在同一段物理介质下的设备。它采用广播的形式来传输信息即向所有端口发送数据所有端口上的设备都可以接收到数据。 中继器Repeater中继器是一种用于扩展网络传输距离的设备它可以将一个网络段上的信号复制到另一个网络段上从而实现信号的放大和传输距离的延长。 调制解调器Modem调制解调器是一种用于在数字信号和模拟信号之间进行转换的设备。在通过电话线等模拟线路进行数据传输时需要使用调制解调器将数字信号转换为模拟信号以便在模拟线路上传输反之也需要将接收到的模拟信号转换回数字信号。 这些设备在OSI的物理层中共同协作实现了比特流的传输为数据在网络中的可靠传输奠定了基础。需要注意的是虽然网卡在某些情况下可能被认为跨越了物理层和数据链路层但在这里我们主要关注其在物理层的作用。
1.9集线器有什么功能
集线器是一种特殊的中继器也是局域网中应用最广的连接设备。其主要功能如下
网络接口扩展集线器提供多个网络接口每个接口都可以连接一台计算机。这使得多台计算机可以通过集线器相互通信和传输数据。 网络扩展当现有的网络接口不足以连接所有计算机时集线器可以通过其多个网络接口扩展网络能力使更多的计算机能够接入网络。 数据传输集线器能够传输数据包将信息从一个计算机传送到另一个计算机。它接收一个网络接口的数据包并将其复制到其他网络接口上使得多个计算机可以同时接收到相同的数据包。 数据共享通过集线器多台计算机可以共享资源和数据文件提高了数据的可用性和效率。 支持多种网络协议集线器可以同时支持多种网络协议例如以太网、无线局域网等使得不同设备之间可以进行通信。 自动转发数据集线器能够根据数据包的地址信息自动将数据包转发到目标计算机从而提高了整个网络的传输效率。 需要注意的是集线器在OSI参考模型中工作于物理层它主要对接收到的信号进行再生整形放大以扩大网络的传输距离并将所有节点集中在以它为中心的节点上。此外集线器在转发数据时采用的是广播方式即不是直接把数据发送到目的节点而是把数据包发送到与集线器相连的所有节点。
总的来说集线器在局域网中起到了连接、扩展、传输和共享数据的关键作用是构建和管理网络的重要设备之一。
1.10调制解调器和猫是什么
调制解调器简称“猫”是一种计算机硬件能够将计算机的数字信号翻译成可沿普通电话线传送的模拟信号而这些模拟信号又可被线路另一端的另一个调制解调器接收并译成计算机可懂的语言。这样就实现了两台计算机间的通信。简单来说调制解调器主要起到调制和解调的作用在网络环境中它通常用于将来自互联网服务提供商ISP的信号转换成电脑或路由器可识别的信号以便建立互联网连接。
光猫全称光调制解调器Optical Modem是一种将光线路信号转换成数字信号的设备。它是连接光纤线路和家庭或企业网络的桥梁主要实现光纤信号与电信号之间的转换并提供网络接口方便用户接入网络。光猫的类型主要有基于GPON和EPON技术的设备。
值得注意的是虽然调制解调器和光猫都是用于信号转换的设备但它们的工作原理和应用场景有所不同。【调制解调器主要用于电话线或有线电视线等传输介质而光猫则专门用于光纤线路】
总的来说这些设备在计算机网络中各自扮演着重要的角色共同为用户的网络体验提供支持。如需更多关于这些设备的信息建议查阅相关的技术文档或咨询专业的技术人员。
1.11局域网工作在数据链路层
局域网确实主要工作在OSI参考模型的数据链路层。 数据链路层在局域网中的主要任务是 将数据分成帧进行传输并对帧进行顺序控制流控制和差错控制以避免数据在传输过程中的丢失和损坏。
局域网中的数据链路层负责处理网络接口与传输介质之间的通信。它接收来自网络层的数据包并将其封装成帧然后发送到物理层进行传输。在接收端数据链路层负责从物理层接收帧并进行解封装将数据还原为原始的数据包再传递给网络层。
此外数据链路层还负责处理网络中的流量控制和差错控制。流量控制确保网络中的数据传输不会过快而导致数据丢失或网络拥塞而差错控制则通过一系列机制如校验和、确认应答等来检测和纠正数据传输中的错误。
因此可以说局域网的主要工作是在数据链路层进行的它确保了数据在局域网中的可靠传输。当然局域网也涉及到物理层的操作如信号传输和介质访问控制等但这些都属于物理层的功能范围。
1.12数据链路层有什么网络标准
数据链路层有多个网络标准这些标准确保了不同设备在数据链路层能够互相通信。以下是一些主要的数据链路层网络标准
以太网Ethernet以太网是目前最广泛使用的局域网技术之一。它定义了如何在数据链路层上传输数据包括帧格式、寻址方式以及错误检测机制。以太网标准由IEEE电气电子工程师协会制定包括多种速度等级如10Mbps、100Mbps、1Gbps和10Gbps等。
点到点协议PPPPPP是一种用于在点对点链路上传输多协议数据包的数据链路层协议。它提供了建立、配置、测试和拆除数据链路连接的功能以及错误检测、数据压缩等功能。PPP广泛应用于拨号连接、专线连接以及无线连接等场景。
高级数据链路控制HDLCHDLC是一种面向比特的同步数据链路层协议广泛应用于广域网WAN和某些局域网LAN环境。它支持多种数据传输模式包括正常响应模式、异步响应模式和异步平衡模式。HDLC具有高效、可靠的特点适用于需要高数据传输速率和低延迟的应用。
令牌环网Token Ring虽然以太网在现代网络中更为常见但令牌环网在过去也曾是一种重要的局域网技术。它使用令牌传递机制来避免数据碰撞并提供了较高的数据传输速率和可靠性。令牌环网的标准由IBM等公司制定。
除了上述几种主要的网络标准外数据链路层还有其他一些标准和协议如帧中继Frame Relay、异步传输模式ATM等。这些标准和协议在不同的应用场景和网络环境中发挥着重要作用确保数据在链路层上能够可靠地传输。
需要注意的是随着网络技术的不断发展新的数据链路层标准和协议也在不断涌现。因此在实际应用中需要根据具体的网络环境和需求选择合适的标准和协议。
1.13以太网令牌环网无限lan
以太网、令牌环网和无线LAN是三种不同的网络技术各自具有独特的特点和适用场景。
以太网Ethernet是一种基于共享介质如双绞线或光纤的局域网LAN技术。它使用CSMA/CD载波监听多点接入/碰撞检测协议来协调数据传输具有高效、可靠和灵活的特点。以太网的标准由IEEE电气和电子工程师协会制定有多种不同的速率和传输介质可选是目前应用最广泛的局域网技术之一。
令牌环网Token Ring则是一种不同的网络技术常用于IBM系统中。在这种网络中有一个专门的帧称为“令牌”在环路上持续地传输以确定一个节点何时可以发送数据包。当节点需要发送数据时它必须等待令牌的到来然后才能发送。这种方式可以避免多个节点同时发送数据导致的冲突从而实现网络的稳定传输。令牌环网具有身份验证、传输流量控制、高容错性和易于安装维护等特点。
无线LANWireless Local Area Network则是一种利用无线通信技术实现局域网连接的方式。它使用无线电波、红外线等无线传输介质允许设备在无需物理连接的情况下进行通信。无线LAN具有灵活性高、移动性强、易于扩展等优点广泛应用于家庭、办公室、公共场所等场景。
综上所述以太网、令牌环网和无线LAN各有其特点和适用场景。在选择网络技术时需要根据实际需求和网络环境进行综合考虑选择最适合的技术方案。
1.14网络通信的理解
华为等生产路由器等通信设备移动联通去装。》国家式基础设施建设。收益可能远不如成本。买地招人买设备拿授权做基站。铺设网络一般是成熟的公司才会去做小型公司亟待解决的问题是运营和生存他们通常会选择做一些软件供用户使用在短时间内变现。而铺设网络这样涉及到人/政府/物/财/时间的复杂工作且短时间内无法变现不是他们想做的。像联通移动这样去做这样工作的公司通常想尽一切办法增大收入比如推销电话卡。为了省电话费通信双方规定A打电话响一下B挂断表示B很好无需担心。响两下表示B没有钱了。响三下表示其他事情B直接接通电话。电话响123声代表什么》减少成本 ⇒ 协议/约定的目的高效通信减少成本协议同语系不同即不同的一方对01赋予的含义不同频率疏密/信号强弱虽然遵守协议但仍然不知道什么意思。 即双方规定了协议10分别代表什么但是双方对01的表示方式不一样。 要想传递各种不同的信息就需要约定好双方的数据格式。计算机生产厂商有很多计算机操作系统也有很多计算机网络硬件设备, 还是有很多。如何让这些不同厂商之间生产的计算机能够相互顺畅的通信? 约定一个共同的标准大家都来遵守这就是 网络协议规范软硬件通信标准成为行业标准软件协议硬件标准。不同厂商都要遵守行业标准。全球遵守一个标准就可以实现通信。美国制裁华为的5g是因为谁定标准谁有话语权。 协议分层通信的复杂本质是和距离成正相关的! 操作系统要进行协议管理 – 先描述在组织协议本质就是软件软件是可以”分层“协议在设计的时候就是被层状的划分的!协议 内核结构体结构体对象发送–报头。协议本质是一种软件可以分层 之前见到过的分层类内实现方法main函数调用底层的文件–struct file{}类的继承。为什么要划分成为层状结构呢? a.场景复杂 b.功能解耦便于人们进行各种维护》网络协议也是层状的!双方通信在用户层理解是双方直接在通信一旦距离放大面对main通信不切实际而在远距离通信时为了把数据能够正确高效的发收需要遵守协议而通信双方通常不需要关心底层协议如何工作的他们通常关心他们在通信什么内容如你跟好友打电话你以为你是跟他直接交流实际上你说的话发给手机手机解码播放。你也不关心你的话是怎么传给他的你只认为你们是在“面对面交流”并不关心底层协议的实现。你们说的英语也好汉语也好你们都认为是在实时“面对面交流”并不关心数据是如何发收的。又如老板a给秘书a秘书a给秘书b秘书b给老板b。人交流只管他们在交流什么吃什么几点去哪。而不关心电话是怎么对语音进行 解码/加密/以某个频率 发送的。
2.网络协议
2.1简要叙述OSI七层模型
OSIOpen System Interconnection开放系统互连七层网络模型称为开放式系统互联参考模型是一个逻辑上的定义和规范;把网络从逻辑上分为了7层. 每一层都有相关、相对应的物理设备比如路由器交换机;OSI 七层模型是一种框架性的设计方法其最主要的功能使就是帮助不同类型的主机实现数据传输;它的最大优点是将服务、接口和协议这三个概念明确地区分开来概念清楚理论也比较完整.通过七个层次化的结构模型使不同的系统不同的网络之间实现可靠的通讯;它既复杂又不实用; 按照TCP/IP四层模型来学习. 详细介绍----图片来源 OSIOpen System Interconnection七层模型即开放系统互连参考模型是网络通信中的一种概念模型用于描述网络设备如何相互连接、通信以及数据如何在它们之间传输。该模型将网络通信划分为七个层次从高到低依次为应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层和物理层。每个层次都有其特定的功能和作用它们协同工作以实现数据的完整传输。
应用层直接为用户的应用进程提供服务如文件传输、电子邮件等。应用层协议定义了数据格式和协议规则以确保不同应用之间的互操作性。
表示层对上层数据或信息进行变换以保证一个主机应用层信息可以被另一个主机的应用程序理解。表示层负责数据的表示、加密和压缩等功能。
会话层负责建立、管理和终止会话。会话层在传输层之上提供建立、维护和终止通信连接的服务。管理和控制登陆状态/同步服务看电影断电了下次再看继续看。
传输层提供端到端的可靠数据传输服务。传输层负责数据的分段、重组、流量控制和错误控制等功能以确保数据在传输过程中的完整性和可靠性。
网络层负责将数据从源端传输到目的端实现路由选择和分组转发。网络层协议如IP协议负责在不同网络之间传输数据包。
数据链路层将数据分成帧进行传输负责将数据帧从一个节点传输到相邻节点。数据链路层实现帧同步、差错控制等功能以确保数据在物理链路上的可靠传输。
物理层负责传输比特流定义了传输介质、接口特性等物理特性。物理层为数据在通信链路上的传输提供物理基础。
OSI七层模型为网络通信提供了一个清晰的框架有助于理解网络的工作原理和设计网络协议。虽然在实际应用中并非所有网络设备和系统都完全遵循OSI七层模型但该模型仍为网络通信的发展提供了重要的理论基础。 OSI vs TCP/IP OSI是七层模型去创造“实物”TCP/IP时用了四层。物理层/数据链路层/网络层 是 两台计算机能够进行通信的最低要求怎么 【传数据/能不能传 对】 由传输层/应用层维护。数据链路层/网卡层 在网络驱动中完成网卡/无线网卡/令牌环网这一层的驱动程序有差别不同的计算机有差别。对于一台主机操作系统内核实现了从传输层到网络层的内容 对于一台交换机它实现了从数据链路层到物理层 对于一台路由器它实现了从网络层到物理层 对于集线器它只实现了物理层
现在的路由器已经到了应用层可以完成应用层的很多功能甚至自带了网页信息http请求支持htcp等。. 很多交换机也实现了网络层的转发; 很多路由器也实现了部分传输层的内容(比如端口转发)
2.2为什么OSI是七层TCP/IP是四层或五层
OSI开放系统互连七层模型和TCP/IP四层或五层模型的设计差异主要源于它们的初衷、目标以及实际应用场景的不同。
OSI七层模型是国际标准化组织ISO制定的开放系统互连基本参考模型旨在提供一个通用的、标准化的网络通信框架。这个模型从物理层到应用层每一层都有其特定的功能和职责旨在确保数据在网络中的完整、可靠传输。七层的设计使得每一层的功能划分得非常清晰有利于网络设计的简化和清晰化同时也提供了很大的灵活性因为各层相对独立修改某一层的协议不会影响到其他层。
然而OSI七层模型在实际应用中并未得到广泛采纳主要原因在于其实现起来过于复杂运行效率相对较低且层次划分在某些方面显得不够合理一些功能在多个层次重复出现。
相比之下TCP/IP模型则更注重实际应用和效率。TCP/IP模型将网络通信划分为网络接口层、网际层、运输层和应用层有时将运输层和应用层之间的会话层和表示层也纳入其中形成五层模型。这种设计更加简洁高效更适用于互联网的实际应用。TCP/IP模型在互联网领域得到了广泛应用并成为了事实上的国际标准。
总的来说OSI七层模型和TCP/IP四层或五层模型的设计差异反映了它们不同的设计初衷和目标。OSI模型更注重标准化和通用性而TCP/IP模型则更注重实际应用和效率。在实际应用中可以根据具体需求和场景选择合适的模型。
2.3TCP/IP没有遵从OSI这个基本参考模型。这句话对吗
TCP/IP协议栈在设计时并没有完全遵从OSI七层模型但这并不意味着TCP/IP与OSI没有任何关联或相似之处。
首先TCP/IP模型与OSI模型在概念上有许多相似之处。例如两者都涉及到数据的封装和解封装、层次化的通信以及端到端的通信。TCP/IP模型中的网络接口层、网际层、运输层和应用层与OSI模型中的物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层在功能上有很大的对应关系。
然而TCP/IP模型并没有完全遵循OSI模型的层次划分。例如OSI模型中的表示层和会话层在TCP/IP模型中并没有直接的对应层次。TCP/IP更注重实际应用和效率因此在设计时对一些功能进行了合并或简化。
此外TCP/IP模型在实际应用中得到了广泛采纳并成为了互联网的事实标准。尽管它没有完全遵从OSI模型但这并不影响其在网络通信中的重要性和有效性。
因此说TCP/IP没有遵从OSI这个基本参考模型是部分正确的因为它们在设计理念、层次划分和功能实现上确实存在一些差异。但两者在概念上仍有相似之处且都是网络通信领域的重要参考模型。 TCP/IPTransmission Control Protocol/Internet Protocol传输控制协议/网际协议 能够在多个不同网络间实现信息传输的协议簇。TCP/IP协议不仅仅指的是TCP 和IP两个协议而是指一个由FTP、SMTP、TCP、UDP、IP等协议构成的协议簇 只是因为在TCP/IP协议中TCP协议和IP协议最具代表性所以被称为TCP/IP协议
网络使用中的最基本的通信协议对互联网中各部分进行通信的标准和方法进行了规定保证网络数据信息及时、完整传输严格来说是一个四层的体系结构应用层、传输层、网络层和数据链路层都包含其中。
2.4为什么叫做“以太”网
以太网Ethernet的名称源于早期的科学假设和物理学理论。当时科学家们提出了一个假设即声音是通过空气传播的那么光是如何传播的呢有人提出光可能是通过一种叫做“以太”的物质进行传播的。然而后来的科学研究特别是爱因斯坦的理论证明了以太这种物质实际上是不存在的。
尽管如此当以太网技术诞生时人们为了纪念这个曾经的科学假设就将这种局域网技术命名为“以太网”。因此以太网的名字是对早期科学假设的一种致敬同时也体现了其在计算机领域中作为通信介质的重要角色。
此外以太网最早是由美国的Xerox公司与前DEC公司设计的一种通信方式后来被IEEE802.3委员会规范化。因此以太网有时也被称为802.3以太网。在实际应用中以太网以其高效、可靠和灵活的特点成为了当今局域网技术的主流。
2.5NAT协议
NATNetwork Address Translation是一种网络地址转换协议它能够将内部网络的私有IP地址和外部网络的公网IP地址进行转换使得内部网络的计算机能够访问公网上的资源。NAT协议的出现主要是因为IPv4地址资源有限无法满足网络中所有设备都拥有唯一的公网IP地址的需求。NAT协议能够有效地利用现有的IPv4地址资源实现多个内部网络设备共享同一个公网IP地址的功能从而减轻了IPv4地址不足的压力。 NAT协议的工作原理如下 当内部网络的设备需要访问外部网络时NAT设备会将该设备的私有IP地址转换为公网IP地址并将转换后的数据包发送到外部网络。当外部网络的响应数据返回时NAT设备会将其中的公网IP地址转换回对应的私有IP地址然后将数据包发送到内部网络的相应设备。 NAT协议有三种实现方式 静态NAT、动态NAT和PAT端口地址转换。静态NAT是将一个私有IP地址映射到一个公共IP地址实现一对一的映射关系适用于需要固定映射关系的情况。动态NAT适用于多个内部设备共享有限的公共IP地址的情况。PAT则是通过端口号的映射使得多个内部设备可以共享一个公共IP地址的不同端口从而进一步提高IP地址的利用率。 NAT协议的应用场景非常广泛 包括私网主机访问外网服务器、外网主机访问私网服务器、NAT ALG应用于一些协议中以字符串形式保存的IP地址和端口号信息的情况、NAT多实例将NAT的应用分成不同的虚拟NAT以及私网主机通过域名访问私网服务器DNS-Mapping等。
总的来说NAT协议在网络通信中起到了非常重要的作用它有效地解决了公网地址不足的问题使得内部网络的设备能够正常访问外部网络资源。
2.6TCP/IP五层(或四层)模型 TCP/IP是一组协议的代名词它还包括许多协议组成了TCP/IP协议簇。TCP/IP通讯协议采用了5层的层级结构每一层都呼叫它的下一层所提供的网络来完成自己的需求。 分层 物理层: 负责光/电信号的传递方式。比如现在以太网通用的网线(双绞 线)、早期以太网采用的的同轴电缆(现在主要用于有线电视)、光纤现在的wifi无线网使用电磁波等都属于物理层的概念。物理层的能力决定了最大传输速率、传输距离、抗干扰性等。集线器(Hub)工作在物理层。
数据链路层: 负责设备之间的数据帧的传送和识别。例如网卡设备的驱动、帧同步(从网线上检测到什么信号算作新帧的开始)、冲突检测(检测到冲突就自动重发)、数据差错校验等工作。有以太网、令牌环网无线LAN等标准。交换机(Switch)工作在数据链路层。
网络层: 负责地址管理和路由选择. 例如在IP协议中, 通过IP地址来标识一台主机, 并通过路由表的方式规划出两台主机之间的数据传输的线路(路由). 路由器(Router)工作在网路层.
传输层: 负责两台主机之间的数据传输. 如传输控制协议 (TCP), 能够确保数据可靠的从源主机发送到目标主机.
应用层: 负责应用程序间沟通如简单电子邮件传输SMTP、文件传输协议FTP、网络远程访问协议Telnet等。网络编程主要就是针对应用层.
2.7协议栈
协议栈Protocol Stack又称协议堆叠是计算机网络协议套件的一个具体的软件实现。协议套件中的一个协议通常是只为一个目的而设计的这样可以使得设计更容易。因为每个协议模块通常都要和上下两个其他协议模块通信它们通常可以想象成是协议栈中的层。每个高级的层次增加更多的特性用户应用程序只是处理最上层的协议。
协议栈是网络中各层协议的总和其形象地反映了网络中文件传输的过程由上层协议到底层协议再由底层协议到上层协议。使用最广泛的是英特网协议栈由上到下的协议分别是
应用层HTTPTELNETDNSEMAIL等 运输层TCPUDP 网络层IP 链路层WI-FI以太网令牌环FDDI等 物理层
协议栈的设计需要考虑协议栈的特点比如有的协议栈是对称的比如rtsp流控协议有些是不对称的比如http协议所以在把握大结构的同时要针对各自的特点来设计。
在实际应用中协议栈的开发需要完成一系列步骤如阅读协议定义文档设计协议栈的框架编码开发等。同时还需要考虑如何处理低优先级任务如何优化性能等问题。
请注意协议栈只是计算机网络中的一个组成部分其设计和实现需要综合考虑网络的整体架构和需求。因此对于协议栈的深入理解需要具备一定的计算机网络知识和实践经验。
3.计算机通信流程
两台一根线多台多根线再多集线器。
集线器广播式发送 多设备同时发送数据紊乱交换机交换机有多个接口每个接口存储一台设备的mac地址表示这台计算机可以由这个接口来向其他接口发信息。交换机mac到mac的通信初次mac地址表的创建A[macAmacB]通过交换机的接口泛洪式发送该接口也就存储了A的mac地址只有B匹配B接收到信息B回复A连接到交换机对应的接口该接口也就存储了B的mac地址交互机上次已经存储了A的mac那么B可以通过交换机可以向A的接口发不用再泛洪经过几次通信后mac地址表会记录下所有的接口分别对应哪些设备这样就可以实现设备间通信 mac地址跟设备的网卡绑定网卡更换mac地址也就变了mac地址表接口存储的该mac地址也就无用了于是提出来一个抽象的地址–》ip地址。IP地址在不知道对方设备的mac地址但知道其ip地址时A[macAipAipB]通过交换机的接口泛洪式发送该接口也就存储了A的mac地址B设备匹配ipB之后B就会把消息的发送方A的mac–ip保存下来即arp记录表 供以后使用然后B回复AA就会把消息的回复方B的mac–ip保存下来。通信双方有了对应的mac地址就可以通信了由ip-》mac的过程称为arp协议分网段内网 — 路由器 — 外网 内网设备A向外网发消息先去路由器怎么去呢A的网关记录路由器的ip路由器上有路由表记录着最终目的地和下一目的地。也就是说这条消息从一开始就知道他要【ipA–ipB】A先去了路由器路由器根据A的目的地B来为这条消息选择下一步【mac】去哪即“下一跳”。然后如此一步一步到达目的地。谁来维护路由表》自动互相学习自动管理路由表的OSPF协议更牛的BGP协议。端口ip地址记录AB双方的ipA通常发消息是要发给B的某一个应用为每个应用配一个端口号A发消息时报文中写ipAipB端口A1端口B1带端口的消息发送》UDP协议。UDP不稳定–》TCP稳定又可靠。引入端口: 从不同的计算机设备间通信讲到端口即进程的通信:本质上是用户想要通过机器上的应用来发送或接收数据。IP地址(公网IP)标定了主机的唯一性。把数据送到对方的机器是目的吗?不是网络通信过程本质其实是进程间通信!将数据在主机间转发仅仅是手段机器收到之后需要将数据交付给指定的进程!端口号是标识特定主机上的进程的唯一性。
4.网络传输流程 同一个网段内的两台主机进行文件传输. 应用层Telnet、FTP和e-mail等 传输层TCP和UDP 网络层IP、ICMP和IGMP 链路层设备驱动程序及接口卡 两台计算机通过TCP/IP协议通讯的过程如下所示 局域网中两台主机是可以直接通信的
逻辑上每层直接通信物理上需要经过好几层协议
每层都有自己的协议定制方案每层协议都要有自己的协议报头 从上到下交付数据的时候要添加报头
封装的本质: 添加报头 解包: 去掉报头展开分析 跨网段的主机的文件传输. 数据从一台计算机到另一台计算机传输过程中要经过一个或多个路由器
端口号
用端口号来标识进程的唯一性而不是用pidpid属于进程管理的范畴:解耦!进程有很多并不是所有的进程都需要端口号即并不是所有的进程都需要进行通信只给需要通信的进程分配端国号。10086是一个服务系统 包含很多服务人员 ⇒ ip 地址标识一个机器机器内有许多带着端口号的进程服务人员的工号 – 端口号。打10086 标识机器服务人员服务 ⇒ 进程通信一个进程可以绑定多个端口号但是一个端口号不能被多个进程绑定再理解:通常所说的计算机间通信实际上是用户使用计算机设备上的某一个应用来与另一台机器上的应用通信。
数据包封装和数据包分用
不同的协议层对数据包有不同的称谓在传输层叫做段(segment)在网络层叫做数据报 (datagram)在链路层叫做帧(frame).应用层数据通过协议栈发到网络上时每层协议都要加上一个数据首部(header)称为封装(Encapsulation). 【报头】首部信息中包含了一些类似于首部有多长载荷(payload)有多长上层协议是什么等信息数据封装成帧后发到传输介质上到达目的主机后每层协议再剥掉相应的首部根据首部中的 “上层协议字段” 将数据交给对应的上层协议处理。 IP/MAC 认识IP地址 IP协议有两个版本IPv4和IPv6。凡是提到IP协议默认指IPv4 IP地址是在IP协议中用来标识网络中不同主机的地址 对于IPv4来说IP地址是一个4字节 32位的整数; 通常也使用 “点分十进制” 的字符串表示IP地址, 例如 192.168.0.1 ; 用点分割的每一个数字表示一个字节, 范围是 0 - 255; 认识MAC地址 MAC地址用来识别数据链路层中相连的节点; 长度为48位, 及6个字节. 一般用16进制数字加上冒号的形式来表示(例如: 08:00:27:03:fb:19) 在网卡出厂时就确定了, 不能修改. mac地址通常是唯一的(虚拟机中的mac地址不是真实的mac地址, 可能会冲突; 也有些网卡支持用户配置mac地址).
5.B站Up优质截图 5.1各施其职 客户端主机最初并不知道默认网关的MAC地址没有办法封装成帧 这时候就可以用ARP协议去广播找到网关IP对应的MAC地址把包客户端ip网关ip封装成帧客户端mac广播mac源MAC地址填自己的目标MAC地址填广播地址假设有个二层交换机这个交换机记录不同的接口对应的MAC地址交换机收到广播后发送出去
默认网关收到消息后查看帧里的包发现发送端的ip地址是自己的ip地址知道对方在找自己把自己的MAC地址封装成帧还给对方这样对方就知道网关的mac了。 继续前面的 当前设备接受到帧目标mac是自己的就拆开发现ip不是但是自己的路由表有怎么去目标ip的条目然后把源mac重新改成自己目标mac改成下一跳(指的是下一个三层设备)这样转发出去
