数据通信

1.需要一个通道

2.需要有节点

3.都要有载体

通过一些特殊的通道吧分布在不同地理位置的物品连接起来，从而实现信息的传输和共享。

网络作业：

1.数据通讯

2.资源共享

3.分布处理

世界上第一台计算机---1946---计算导弹弹道的---分时操作系统

二进制语言（机器语言）

自然语言转换为编码

编码转换为二进制

介质访问控制层：控制硬件；将二进制转换为电流，并控制物理层输出电流

计算---CPU对等网

· 升级硬件资源

· 增加电脑数量 提高效率继续扩大网络

增大距离

信号失真

信号衰减

增加节点

网络拓扑结构:

1.总线型:由一条多芯网线向四周延展，连接各个节点。

优点:信道利用率高，结构简单，成本低

缺点:同一时刻，仅允许两个节点进行通讯

2.环型:由节点与节点连接的路线组成闭合环

优点:增加和删除设备简单

缺点:当某一个节点故障时，会影响全网，导致整张网络瘫痪

3.星型:有中央节点和通过哟链路连接搭配中央节点的节点组成(使用最多)

优点:结构简单，扩展性强，连接方便

缺点:信道利用率低，对中心节点要求高

4.网状:实际上有星形拓扑扩展而来，使用全连接的方式，网状中任意一个节点都属于中心节点

优点:稳定，从节点到节点有多条路径可选----运营商网络

缺点:结构复杂，成本高集线器---HUB

纯物理层设备

缺点:

1.安全问题

2.演示问题---产生大量的垃圾信息

3.地址问题---MAC地址---48位二进制---十二位十六进制表示(全球唯一)

4.冲突问题-------CSMA/CD(先听后发、边听边发、冲突停发、随机延迟后重发)---仅仅减少冲突，并没有完全解决冲突

:连接在同一根导线上的所有工作站的集合

网络无限传输距离

完全没有冲突

存在单播传输数据

出现了一台设备 (二层设备---处理二进制信号)---交换机交换机

识别MAC地址----MAC地址自学习

MAC地址自学习功能:交换机在接受到一个数据报文后，根据数据报文中的元MAC地址，在与接受该报文的接口形成对应关系，并记录在MAC地址表中

然后交换机根据数据报文的目的MAC地址，查询MAC地址表项，若有匹配项，则根据匹配项的指示直接进行单播转发。

若无匹配项，则进行洪泛操作(处理数据的进入接口外，均发送一份数据)

MAC地址表不是永久记录的，而是存在老化时间---5分钟

---仅具备几十个节点，最多不超过200个节点

会洪泛

广播域---洪泛的范围路由器

隔离广播域

路由器的一个接口就是一个独立的广播域

转发数据

依靠路由表进行数据转发

依靠交换机进行数九转发---同广播域

借助路由器进行数据转发---跨广播域

代表互联网产生IP地址

IPv4:32位二进制构成，二的三十二亿次方42亿；点分十进制

IPv6:128位二进制

IP地址分为两部分：

网络位表示该IP所在的网络

主机位：表示主机号掩码

掩码时32位二进制组成，用以判断IP地址的网络位位数。

连续的1+连续的0组成(必须是1开头，如果开头时0那全为0)

网关

被称之为一个广播域的门户，也就是路由器域该广播域所连接的接口，这个接口的IP地址称之为网关IP

1.判断是否为用一个广播域

2.若为同一个广播域，则将数据发送给交换机，由交换机洪泛或单播显示转发数据

3.若为不同广播域，则将数据发送给

原理：根据已知的地址来获取与其对应的另一种未知地址

ARP工作过程

发送者PC1

PC1发送一个广播帧，源IP和源MAC时PC1的，目的IP时网关，目的MAC时FFFF:FFFF:FFFF

该数据包会被通广播域内所有主机接受，并且该报文内容时(ARP请求报文)

谁是某某某，请回复我

非目的主机PC2：

由于该广播帧时网络中所有主机均可接受的报文，故会查看报文内容，并打包一个数据报文进行恢复，其中，包含了本接口的MAC地址。

目的直接(网关)：

网关接收到该报文后，会发现目的IP地址是本接口IP，故会查看报文内容，并打包一个数据报文进行回复，其中，包含了本接口的MAC地址。

实际上，设备在进行ARP请求之前，会先查找本地的ARP缓存表，若本地存在对应关系，则直接按照本地ARP缓存表中描述的MAC地址进行数据封装。若没有对应关系，则会发送ARP请求报文，接收方会回复ARP应答报文，当发送方接收到ARP应答报文后，会将该报文的内容填充到ARP缓存表中。

ARP缓存表的老化时间----180s

ARP分类

正向ARP----通过IP获取MAC(网络中最常见的)。

反向ARP----通过MAC获取IP

免费ARP----无故ARP-----用于自我介绍和冲突检测。

代理ARP----由网关设备代替主机查询MAC地址

美国国防部OSI参考模型

开放式系统互联模型----国际化标准组织ISO提出---协议组(协议模型)

应用层(例如在自己QQ上输入)

表示层：将编码转换为二进制（加密解密）---统一格式

会话层

控制场面：上三层

数据层面：下四层

传输层

网络层

数据链路层：

LLC---逻辑链路控制层

MAC--戒指访问控制层

物理层：数据链路层

代表设备---网桥、交换机

链路类型

1.局域网---以太网

2.广域网

MAC地址---物理地址---二层地址

前24位：表示厂商ID这是向一个世界性组织申请后分配下来的

后24位：表示产品ID可以自己定义

数据帧

以太网-2格式、IEEE802.3格式

帧发送方式

单播(一对一传播)、广播(目的MAC=FFFF:FFFF:FFFF一对所有广播)、组播(给特定的设备汇聚成分组，对特定分组的所有设备进行广播)网络层

IP地址---逻辑寻址

IP地址的分址----根据IP地址前八位二进制的数字特征分类

A：0XXX XXXX------IP范围0.0.0.0—127.255.255.255----

B：10XX XXXX----128.0.0.0—191.255.255.255-----

C：110X XXXX----192.0..0.0--223.255.255.255---

D：1110 XXXX----224.0.0.0-239.255.255.255

E：1111 XXXX----240.0.0.0--255.255.255.255

特殊地址---不能手工配置在电脑上

0.0.0.0----网络地址(代表所有地址，或代表没有地址)

255.255.255.255---受限广播地址(全时一的地址)

192.168.1.0/24---主机位全0----代表该广播域--网段就是主机位全为0的一个IP地址

192.168.1.255/24---主机位全1----定向广播地址

127.X.X.X----本地测试地址

169.254.0.0/16----本地链路地址

私有地址---可重复

A类: 10.0.0.0-10.255.255.255---一个地址段

B类: 172.16.0.0-172.31.255.55----十六个地址段

C类: 192.168.0.0-192.168.255.255----256个地址段

公有地址

除了上述私有地址和特殊地址以外的所有单播地址

以上内容要靠背诵IP报文头部

网络层

header checksum校验

头部字节不能超过60bit

IP分片----MTU(最大传输单元)数据封装之前完成然后加装IP头部

接口的自身设备的情况

MTU不是固定的，以太网中MTU=1500字节

identification给每个报文标一个序列号，从小到大，依次加一，用于让接受方重组数据

flags标志位---3bit

第一位---无意义用0填充

第二位---DF位--表示该报文是否分片，若为1.则表示未分片；若为0，则代表分片

第三位---M位---表示该报文是否时最后一片。若为1，则代表后续还有报文

FO片偏移是用来缺点传送的信息是否缺失传输层

端口号---标识进程----16位二进制

0-65535

1-1023----著名端口(静态端口)

1024-65535---动态端口----某些协议自动生成

常见端口号

telnet---23

ftp---20/21

http---80

https---443

DNS---53TPC协议 ---传输控制协议

是一种那个面向连接的可靠性协议

TCP分段

第二层：序列号(依次加一)

第三层：确认号

第四层：数据片偏移 标志位 window窗口

第五层：校验，紧急指针

TCP分段可靠性

确认机制：靠序列号，确认号，传输确认，每收到一个数据段，均需要进行一次确认

重传机制：确认丢包后重传，当一个数据段中的某个报文丢失，会提醒要求重新传输丢失报文

排序机制：窗口,传输一个数据段，被分为多个报文，从不同路径传输，最终到达目的地的顺序会被打乱，需要重新排列组合恢复原始报文内容

流控机制,（滑动窗口机制)︰减少ACK确认报文的机制,调节窗口大小来对流量进行控制。

窗口大小:指无需等待确认就可以连续发送的最大数据量TCP分段

TCP协议封装的数据不允许在IP层面进行分片操作避免IP分片

根据MSS(最大传输段)=MTU-IP头部-TCP头部

PMTU--路径MTU发现协议