计算机基础知识图解教程（计算机大佬3小时让你学会）

网络 = 软件 硬件按照范围分：广域网 WAN，城域网 MAN，局域网 LAN

1.层次结构

为解决网络传输的繁杂问题，使用分层处理

• 设计原则独立，灵活，相互解耦
• OSI七层模型只是个理论

• TCP/IP四层模型

2.网络拓扑

3.性能指标

• 100M光纤 === 12.5M/S （8倍）：网络速度100Mbits/s
• 时间发送时延：=数据长度/发送速率，发送速率受限于网卡排队时间：数据包在设备中等待处理的排队时间传播时延：=距离/传播速率，速率受限于介质处理时间：处理的时间RTT：数据报文在端对端来回一次的时间，用来评估网络性能ping命令可以查看RTT时间

4.物理层

• 物理层连接设备，传输比特流高电平是1，低电平是0，连续变化就是bits流
• 信道往一个方向发送信息的媒体一个通信电路包含一个发送和一个接收信道单工信道：电视，收音机，只能接收半双工：都能发送和接收，但不能同时全双工：随时发送接收
• 信道分用复用

• 封装成帧物理层只管比特流的传输数据链路层：发送端会在一段数据前后添加特定标记，形成帧。接收端识别帧首部控制字符：SOH尾部控制字符：EOT
• 透明传输即数据中如果包含帧首部和帧尾部的控制字符，当做不存在处理；方法：如果数据包中有控制字符，在其前面增加转义字符ESC
• 差错检测判断物理层的比特流是否有出错方法1：奇偶校验码（已过时）缺陷，出现错误的数量是偶数的时候检测不出来方法2：循环冗余校验码 CRC数据链路层只检测，不纠正，直接丢弃错误数据
• MTU数据链路层的最大传输单元maximum transmission unit一般是1500字节，过大过小都影响效率（参考时延）路径MTU：数据链路中的MTU最小值
• 以太网协议MAC地址：物理地址（硬件地址） 有48位 => 命令：ipconfig /all查看例：30-B4-9E-ED-85-CA（16进制，6对数）以太网协议：五部分，目的地址，源地址，类型，帧数据，CRC路由器根据目的地址查找硬件接口，若局域网找到目的地址，但是不知道详细的硬件，会进行广播，收到返回信息并记录硬件接口，就打通了传输但是做不到跨多个路由器在硬件间传输做到这个需要下一章的IP协议

前言：虚拟互联网络 => 因为实际网络联通较为复杂，通过IP协议化繁为简，屏蔽底层细节，网络虚拟化，同时解决传输路径问题（寻找最优路径）

1.IP协议

相对于数据链路层的MAC地址，网络层中每个使用者也有个IP地址（点分十进制，长度32位）不同点：MAC地址唯一，IP地址可变

• 协议详解

4位版本：协议版本，目前是IPv4，双方必须一致首部长度：IP首部长度，4个字节，32位字，最大数值60总长度：最大数值65535，IP首部 IP数据=IP数据报的最大长度TTL：IP报文在网络中的寿命，每经过一个设备减一，等于零时必须丢弃报文8位协议：表明IP数据携带的具体协议，TCP，UDP等16位首部校验和：校验首部错误，出错即丢弃

• 转发流程

逐跳：hop by hop路由表：有目的IP地址与下一跳IP地址组成转发流程：下图为例，一共经历三步；其中每一步都经历了：①网络层查询路由表，确定下一跳，②将数据交给数据链路层通过MAC地址发送，③下一跳接受到数据帧，把数据交给网络层，网络层查询路由表，继续往下走其中，每一跳的MAC地址都发生变化，IP地址不变

20190823194456.jpg

• ARP => address resolution protocol地址解析协议

类型：0806使用ARP缓存表（IP，MAC一一对应的表），将网络层32位IP地址装换为48位MAC地址缺少对应关系时，参看数据链路层广播，获得目标MAC地址，然后记录下来；查看ARP缓存表命令：arp -aARP数据封装在数据帧中

20190823200334.jpg

• RARP =>reverse address resolution protocol 逆地址解析协议

类型：8035

• 分类的IP地址

A、B、C三类特殊主机号全零：表示当前网络段，不可分配给主机 => 1.0.0.0全一：表示广播地址，可以向当前网络段所有主机发送消息 => 1.255.255.255特殊网络号：0和127，特殊网络和回环地址，128.0和192.0.0本地回环地址：127.0.0.1本机的虚拟接口，用来测试是否正常工作

• 划分子网 与 子网掩码

再次细分网络段，避免IP浪费通过子网掩码，判断IP属于哪个网络号子网掩码：快速判断IP属于的网络号A类地址的子网掩码：255.0.0.0BB类地址的子网掩码：255.255.0.0C类地址的子网掩码：255.255.255.0 或者 255.255.255.128子网掩码与IP地址的二进制，对位进行与运算，即可得网络号

• 无分类编址CIDR

不同于上面分类的方法