day23-计算机网络-1

1. 网络简介

1.1. 网络介质

  • 网线:cat5,cat5e 六类网线,七类网线,芭蕾网线
  • 光纤:
  • wifi:无线路由器,ap
  • 5G

1.2. 常见网线类型

1.2.1. 双绞线(Twisted Pair Cable)【最常用】

按性能主要分为以下几类:

网线类型 速率 带宽 最大传输距离 屏蔽类型 用途示例
Cat5 100 Mbps 100 MHz 100 米 UTP 旧有局域网(已淘汰)
Cat5e 1 Gbps 100 MHz 100 米 UTP 家用/办公千兆网络,最常见
Cat6 1~10 Gbps 250 MHz 100 米(10G 为55米) UTP/STP 稍高要求网络布线、监控系统
Cat6a 10 Gbps 500 MHz 100 米 UTP/STP 数据中心、高速局域网
Cat7 10 Gbps 600 MHz 100 米 STP 要求抗干扰高的环境、工程布线
Cat8 25~40 Gbps 2000 MHz 最远30 米 STP 数据中心、服务器机房

说明:

  • UTP:无屏蔽(Unshielded Twisted Pair)
  • STP:有屏蔽(Shielded Twisted Pair)
  • Cat6 及以上建议选用 STP,抗干扰能力更强。
  • Cat8 是目前最快的铜缆类型,但较贵且距离有限。

1.2.2. 同轴电缆(Coaxial Cable)
  • 常用于:有线电视、旧式以太网(10Base2/10Base5)
  • 特点:抗干扰强,但布线不便,已不常用于以太网。

1.2.3. 光纤(Optical Fiber)

虽然不属于"网线",但在高速传输中也非常常见。

类型 传输介质 速率 适用场景
单模光纤(SMF) 激光 数十至上百 Gbps 长距离传输(公里级)
多模光纤(MMF) LED 1~10 Gbps 中短距离(几百米)

1.3. 网络速度

  • 网络带宽的速度:1000Mb/s == 125MB/s
  • b小写,bit位
  • Byte字节: 1字节=8bit
bash 复制代码
iftop -n   将主机名解析为IP地址
      -B   将b转换为B

2. 网络设备

2.1. 交换机

  • switch(交换机)

交换机特点:

  • 在一个交换机的端口上所连接的所有终端设备,均在一个网段(局域网LAN)上(广播域)
  • 产生广播消耗设备CPU资源
  • 终端用户的设备接入,连接交换机,一般交换机24口,48口,96口
  • 一个网段会有一个统一的网络标识192.168.16.xx
  • 企业级交换机会有一些基本的安全功能,这种交换机叫网关功能的交换机

2.2. 路由器

  • 连接不的网络
  • 核心功能:路由功能,数据转发,DHCP分配IP

路由器特点:

  • 网络的出入口(网关)
  • 路由协议的转发(路由选路,指路)
  • 数据转发,会维护一个路由表
  • 路由器用于连接广域网(公网)

3. 路由

3.1. 查看路由表

vb 复制代码
`#windows
route print

#linux
route -n
ip route`

3.2. 追踪路由

bash 复制代码
#windows
tracert -d www.baidu.com
-d不解析主机名

#linux
traceroute -nI www.baidu.com
-n不解析主机名
-I使用ICMP协议

4. 局域网上网流程

  • 访问www.baidu.com

  • 源地址是本机ip地址,目的地址是www.baidu.com的地址

  • 查找电脑的路由表,没有匹配的路由,数据包会发送给网关

  • 网关收到电脑发送的数据包,查找路由表,如没有匹配的路由,继续发送给下一个网关,数据在发送给下一个网关前会进行NAT地址转换,将局域网的地址转换为路由器出口IP地址

  • 网关收到路由器发送的数据包后,查找路由表,如没有匹配的路由,继续发送给下一个网关,直到发送到www.baidu.com服务器

  • www.baidu.com服务器收到用户发来的数据包,将源地址和目的地址调换位置,目的地址为用户出口的路由器IP地址,源地址为服务器的IP地址,然后发送给服务器的网关设备(路由器)

  • 路由器收到服务器发送的数据包后,查找路由表,如没有匹配的路由,继续发送给下一个网关设备,直到发送到用户的网关(路由器)

  • 用户的网关(路由器)收到数据包后,使用NAT技术,将目的地址转换为局域网电脑的IP地址,从对应的接口发送给用户

  • 用户收到数据包后解封装,即可看到web界面

5. 虚拟机上网流程

  • 虚拟机访问www.baidu.com

  • 源地址是虚拟机ip地址,目的地址是www.baidu.com的地址

  • 查找虚拟机的路由表,如没有匹配的路由,数据包会发送给网关

  • 网关会进行NAT地址转换,将虚拟机的IP地址转换为电脑的IP地址

  • 查找电脑的路由表,如没有匹配的路由,数据包会发送给网关

  • 网关收到电脑发送的数据包,查找路由表,如没有匹配的路由,继续发送给下一个网关,数据在发送给下一个网关前会进行NAT地址转换,将局域网的地址转换为路由器出口IP地址

  • 网关收到路由器发送的数据包后,查找路由表,如没有匹配的路由,继续发送给下一个网关,直到发送到www.baidu.com服务器

  • www.baidu.com服务器收到用户发来的数据包,将源地址和目的地址调换位置,目的地址为用户出口的路由器IP地址,源地址为服务器的IP地址,然后发送给服务器的网关设备(路由器)

  • 路由器收到服务器发送的数据包后,查找路由表,如没有匹配的路由,继续发送给下一个网关设备,直到发送到用户的网关(路由器)

  • 用户的网关(路由器)收到数据包后,使用NAT技术,将目的地址转换为局域网电脑的IP地址,从对应的接口发送给用户

  • 用户收到数据包后进行NAT地址转换,将目的地址转换为虚拟机的IP地址

  • 虚拟机收到数据包解封装,即可看到服务器发送的数据

6. vmware虚拟机网络模式

6.1. nat模式

  • 虚拟机的IP地址由虚拟网卡vmnet8分配,不受外界网络环境影响。

6.2. 桥接模式

  • 虚拟机的IP地址和电脑的IP地址在同一个网段,当外界网络环境变化时,虚拟机的IP地址也会变化。

6.3. 仅主机模式

  • 与外界隔离的局域网,虚拟机不可上网,测试使用。

7. OSI 7层模型

OSI(Open System Interconnect),开放系统互联参考模型,是由ISO(国际标准化组织)定义的。

OSI 7层 概述
应用层 为应用程序提供网络服务的,协议:http,https,DNS
表示层 主要负责数据加密,解密,压缩(代码)
会话层 主要负责建立,维护,管理会话连接
传输层 主要负责建立,维护,管理端到端连接,tcp/udp
网络层 负责IP寻址和路由选择
数据链路层 将分组数据封装成帧,MAC地址(网卡物理地址)
物理层 物理链路,网卡,将数据转换为二进制

7.1. 应用层

  • 大部分软件、服务运行在应用层中
  • 详细含义:暴露很多接口,提供给其他服务软件使用,主要就是提供应用程序可以接入网络的接口,并根据程序的不同,对应不通的接口协议
  • API(应用程序编程接口 Application Programming Interface)软件开发后提供给用户使用的接口(http/https)
    • 对接口进行监控
    • 进行二次开发
  • 核心:应用层常见的服务/协议:
协议 说明 端口
http 超文本传输协议:网站基础协议之一 80
https 多了个secure,对数据加密了 443
smtp 简单邮件传输协议,smtp未加密,smtps加密 25,465
dns 域名解析服务 53
其他 ntp,rtmp,hls,ftp,websocket

7.2. 表示层

  • http,https(加密)(http over tls)TLS传输层安全协议

7.3. 会话层

  • 会话--连接/登录

8. 总结

  • 网络介质,查看网络速度(iftop命令)
  • 路由器交换机特点区别
  • tracert/traceroute路由追踪
  • ISO 7层模型
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