计算机基础内容——网络基础

网络基础

设备是如何上网的？

• 网卡（有线、无线：内置天线）：网线接口RJ45 usb转RJ45
• 交换机
• 路由器（外置天线，天线棒）
• 光猫
• 宽带运营商（不同的宽带运营商之间是互通的）

路由器发出的wifi信号：

• 2.4GHz wifi
• 5.0GHz wifi
• 多频合一：终端链接wifi时，路由器会根据网络情况自动为终端选择最佳上网频段；
• 如果手机只支持2.4GHz的信号，那么就只能接收到该信号；

一般的路由器：1个接外网，剩下的4个接内网；可以通过交换机扩展更多的内网接口；可以用交换机来扩展交换机（交换机的层数不宜过多）；主力交换机通常被用于扩展；

光猫：

• 路由器外网 一般连在 光猫的wlan接口；
• 而光猫一般由宽带运行商，如联通提供的”联通设备箱“使用光纤接入；
• 而”联通设备箱“与”联通机房“是通过光缆连接的；

以前没有光线入户的时候一般是通过电话线上网，代替光猫的是”猫“，即调制解调器；用以将电话的模拟信号转换为数字型号；”猫“的另一头就可以直接接网线，与之相连的可以是各种终端，电脑、路由器等；电话线的宽带是6M；现在都是千兆网（与之匹配使用千兆光猫）；

现在的光猫，也具有路由器的功能；（注意光猫的内网口，有的是千兆口，有的是百兆口，甚至还有电话线的接口ITV，别连错了，少搞几个千兆口主要是为了省钱）

wifi：

• wifi5 802.11ac：最高可达866Mbps 带宽2.4GHz和5.0GHz
• wifi6 802.11ax：最高可达9.6Gbps 带宽2.4GHz和5.0GHz

OSI七层模型

网线（双绞线）标准：568b

• 橙白 橙 绿白 蓝 蓝白 绿 棕白 棕：四根上传、四根下载
• 两头顺序一致
• 也有只支持四根线的网口，上限是百兆；千兆的话需要8根线；

通信介质：网线、光线、电磁波

信号在各种终端、各种媒介之间传播，且需保证目标传输正确，内容传输安全，就需要遵循一定的网络传输标准，目前较为通用的标准是OSI七层模型；按照这个模型实现的协议，就对应了各种通信协议；

协议：协商一致，共有协议、私有协议；

OSI七层模型

mac地址：

• 每一块网卡都有一个唯一的地址，及MAC地址，可以通过该地址查询到相应的厂商，厂商申请一个入网许可证的过程就是一个分配mac地址的过程；
• 校验mac地址可以知道信号接收方是否正确，用于识别身份（前三个是厂商编号，后三个是设备编号）；

ip地址：

• 公网IP：全世界唯一，由IANA（互联网数字分配机构）分配
• 内网IP：统一内网唯一；
• ip地址用于定位信号接收方；

百度搜索ip即可查到当前公网ip；

单个数据包1500个字节，那么对于大的文件在网络传输过程中，就要进行拆包；接收方收到的包还需要进行合并；

tcp/udp：

• tcp：可靠传输，对每一个数据包，都会进行确认；
• udp：不可靠传输，速度快（兼顾实时性）；

端口：

• 区分主机上的服务，每个服务启动的时候都会监听一个端口；
• http 80端口/ ssh 22端口；
• tcp和udp协议都需要指定端口；

会话层：探测网络连通性

表示层：描述文件类型（只改了后缀，不一定能再打开文件）

应用层：具体的应用软件

后三层有时也会合并为1个；简化后的四层模型：网际层、网络层、传输层、应用层；

tcp/ip协议：

• tcp/ipv4
• tcp/ipv6

数据的封装与解封装

使用抓包工具wireshack，可以对当前指定的网卡（包括虚拟网卡）进行抓包；

过滤：ip.addr == 192.168.11.153

传输数据：

• 应用层：数据
• 传输层：拆包，tcp报头（源端口和目标端口） + 数据1
• 网络层：ip包（源ip和目标ip） + tcp报头 + 数据1
• 数据链路层：数据帧（源mac地址和目标mac地址） + ip包 + tcp报头 + 数据1
• 物理层：将完整的数据包1，由二进制转换为电信号

接收数据：

• 传输过程的逆过程；
• 每个过程都会进行 相应地址信息的校验；
• 传输层要进行已完成传输包的合并；

ip地址的划分

ipv4地址的范围：

• 0.0.0.0 ~ 255.255.255.255

• 32位二进制

• 43亿个ip，不够用，因此有了nat（网络地址转换），路由器就有这个功能，用以完成内外网地址转换；

• a类ip地址：1.0.0.1~126.255.255.254（最多，多用于公网ip）

• b类：128.0.0.1~191.255.255.254

• c类：192.0.0.1~233.255.255.254

• d类：组播，VRRP协议

• e类：科研240~255

内网ip地址网段：

• 10.0.0.0~10.255.255.255（a类的内网ip）
• 172.16.0.0~172.31.255.255（b类的内网ip）
• 192.168.0.0~192.168.255.255（家用路由器使用的内网网段）（c类的内网ip）

ipv6：

• 128位二进制
• 0000::0000::0000::0000~ffff::ffff::ffff::ffff

子网掩码

举例：255.255.255.0 === 192.168.19.11/24（等价于斜杠的写法，24位网格位，8位主机位）

• 子网掩码决定了一个网段的大小（确定网段的起始），即该网段有多少个ip地址可以用；
• 网络位相同，即表示同一网段（确认网段范围）；
• 同一个网段的ip地址，才能直接相互通信；不同网段的ip地址，需要路由器才能相互通信；
• ip的全0和全1主机位是被保留的，全0一般作为网络号使用，全1则作为广播地址；

路由器：

• 路由器软件（iKuai） + 普通PC
• 普通路由器
• 企业级路由器

路由器至少两块网卡：

• 初始化一个软路由所需的系统；然后配置网卡；
• 一块对应外网：nat模式（用于共享主机的IP地址）
• 一块内网：仅主机模式（与主机共享的专用网络）

其他模式：

• 桥接模式：直接链接物理网络
• 自定义特定虚拟网络

主机：

• 一块网卡：仅主机模式

路由器内网地址lan1可设置：192.168.42.254/255.255.255.0（网段与路由器所在主机同设置）；

然后在主机的网页打开192.168.42.254，进行路由器的配置；

• 配置外网地址wan1

如果路由器的配置中没有配置dhcp（动态获取ip地址），那么对于通过链接路由器进行上网的主机来说，就需要手动配置IP；

• 主机网卡适配器，使用ipv4；
• IP：192.168.42.100，填充C段IP默认的24位子网掩码；
• 网关：则指向路由器的内网地址192.168.42.254；
• DNS：223.5.5.5

dns解析

计算机和计算机之间通信，就是用ip地址和端口；

服务端的程序：ip+端口 一般是固定的；

domain name system 域名系统，解析：将域名解析成ip地址，常用unix命令：（使用yum安装命令包：yum install bind-utils）

• dig，解析命令，dig www.baidu.com、dig @192.168.3.1 www.baidu.com这里指定内网进行解析实际用的并不是192.168.3.1，而是路由器的DNS服务；
• nslookup，所使用的dns服务查询，nslookup www.baidu.com、nslookup www.baidu.com 223.5.5.5
• host，host www.baidu.com、host www.baidu.com 223.5.5.5

$ host www.baidu.com
www.baidu.com is an alias for www.a.shifen.com.
www.a.shifen.com has address 110.242.68.3
www.a.shifen.com has address 110.242.68.4
1
2
3
4

查看系统dns配置：cat /etc/resolv.conf => nameserver 192.168.3.1

dns服务器：查询指定域名对应的ip地址；

常用国内DNS服务器IP：

• 223.5.5.5 223.6.6.6
• 119.29.29.29
• 180.76.76.76
• 8.8.8.8（google）

223.5.5.5 本地有缓存即使用缓存，没有的话就向根dns服务器进行查询（一系列的查询过程）；

dns记录的类型

• A：ipv4，给定子域名名称test，以及对应的IP地址，就会被解析为test.xx.com；
• CNAME：给定子域名，以及对应的别名子域名，就会被解析为相应的别名子域名；
• MX：发邮件的时候，需要使用邮箱服务
• NS：主域名授权给下级DNS服务器进行解析；
• AAAA：ipv6；

arp协议：

• 工作在 数据链路层和网络层之间的协议，用于把ip地址解析为mac地址；
• arp广播，接收方（所有）ip校验后会进行响应；
• arp欺骗：主机响应不是发给自己的广播内容，然后由自己再行发送；（arp防火墙，固定网关）
• 局域网太大容易造成广播风暴；（通过路由器自带网口进行网段划分，广播只能在网段内传播，降低广播风暴）

tcp三次握手：

• tcp数据包的六种标识：SYN（建立连接），FIN（断开连接），PSH（数据包），ACK（回应），RST（重传/置），URG（紧急指针）；

• seq：随机序列号

• 握手过程 中间的两个包进行了合并，所以是三次握手；

企业级宽带对上传带宽的支持更好，民用宽带则下载带宽要高些；

四次挥手：

• 服务端没有收到新包是seq就还是原来的；

文字编码

• bit：比特，0 1
• Byte：字节，8bit
• 1000Mbps / 8 => 125MB

一个英文字母1个字节，不同编码方式所占字节数不同；

端口映射：

• 实现外网访问内网的一个服务；