1.网络介绍
2.OSI七层模型
3.TCP/IP四层模型
4.传输层协议

网络介绍

网络介绍
网络分类
网络设备
传输介质

计算机网络

计算机网络是由通信介质将地理位置不同的且相互独立的计算机连接起来，实现数据通信与资源共享

网络分类

总线型：一般传输介质为同轴电缆，需要T型头和信号终结器

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环形：需要申请令牌才可以通信

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星型：中央节点压力大，单点故障

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网型：效率高，网络复杂

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按地域分类：参照物不同，类型不同

局域网(LAN)：一个公司、一个家庭
城域网(MAN)：一个区、一个城市、一个国家
广域网(WAN)：一个国家、全世界

网络设备

交换机：负责组建局域网，研究的是MAC地址

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什么是交换机？
实现一个网络内多台主机之间的通讯
特点：
1）在一个交换机的端口上所有连接的终端设备，均在一个网段上（局域网内）
2）并且一个网段会有一个统一的网络标识，会产生广播消耗设备CPU资源
3）交换机可以隔离冲突域，每一个端口就是一个冲突域
4）交换机不可用隔离广播域，交换机每一个接口都属于一个广播域
5）终端用户的设备接入
6）基本的安全功能
7）广播域的隔离

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路由器：负责组建广域网，研究的是IP地址

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什么是路由器？
实现不同网段（局域网）之间主机的通讯设备
作用：
1）路由协议的转发
路由类似于现实社会中从A地到B地可能需要步行，坐火车，坐飞机才能到达，这样的整个过程在网络中对应的数据的传递过程就称为路由。因此一个数据信息跨越不同的网段传递到目的的过程，就可以把传递数据的过程称为路由，也可看做每条传递数据的路径。
2）数据转发，会维护一个路由表
3）路由器会作为网关
一般会在网络出口的位置摆放一台路由器
4）广域网链路连接
主机上设置的网关就是路由器上连接本局域网的网卡上设置的网关
比如说，windows是一个路由器，我们要使用vmware里的linux系统，需要给linux设置一个ip地址，子网掩码（决定可用ip数量），网关（网络进出的大门口）。假设windows的ip是10.0.0.100，我们要通过vmnet8网卡，设置ip ，网关，子网掩码。虚拟机ip为10.0.1.100 子网掩码为255.255.255.0/24 子网10.0.1.0 网关为10.0.1.254 。虚拟机的ip可以通过网关和windows通信，也可以正常访问百度，阿里云等。

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传输介质

双绞线
双绞线（twisted pair，TP）是一种综合布线工程中最常用的传输介质，是由两根具有绝缘保护层的铜导线组成的。把两根绝缘的铜导线按一定密度互相绞在一起，每一根导线在传输中辐射出来的电波会被另一根线上发出的电波抵消，有效降低信号干扰的程度。双绞线理论最大传输距离是100米，树明建议不要超过90米。如果两台设备超过这个距离，建议中间放一个中继器或者交换机。
双绞线分为屏蔽双绞线和非屏蔽双绞线两种。
屏蔽双绞线：抗静电干扰性强，价格稍高一些，一般室外用的多一些。

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非屏蔽双绞线：重量轻，易弯曲，易安装，一般用在室内。

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按照传输速度分类
1类 100KHz 主要用于传输语音

2类 1MHz 用于语音传输和最高传输速率4Mbps的数据传输

3类 16MHz 指目前在ANSI和EIA/TIA568标准中指定的电缆，该电缆的传输频率16MHz，用于语音传输及最高传输速率为10Mbps的数据传输主要用于10BASE—T。

4类 20MHz 该类电缆的传输频率为20MHz，用于语音传输和最高传输速率16Mbps的数据传输主要用于基于令牌的局域网和 10BASE-T/100BASE-T。

5类 100MHz 该类电缆增加了绕线密度，外套一种高质量的绝缘材料，传输率为100MHz，用于语音传输和最高传输速率为10Mbps的数据传输，主要用于100BASE-T和10BASE-T网络。这是最常用的以太网电缆。

5e类 100MHz 超5类具有衰减小，串扰少，并且具有更高的衰减与串扰的比值(ACR)和信噪比(Structural Return Loss)、更小的时延误差，性能得到很大提高。超5类线主要用于千兆位以太网（1000Mbps）。

6类 250MHz 六类线：该类电缆的传输频率为1MHz～250MHz，六类布线系统在200MHz时综合衰减串扰比（PS-ACR）应该有较大的余量，它提供2倍于超五类的带宽。六类布线的传输性能远远高于超五类标准，最适用于传输速率高于1Gbps的应用。六类与超五类的一个重要的不同点在于：改善了在串扰以及回波损耗方面的性能，对于新一代全双工的高速网络应用而言，优良的回波损耗性能是极重要的。六类标准中取消了基本链路模型，布线标准采用星形的拓扑结构，要求的布线距离为：永久链路的长度不能超过90m，信道长度不能超过100m。

6A类 500MHz

7类 600MHz

按品牌分类
1）安普
2）西蒙
3）朗讯
4）丽特
5）IBM

光纤
光纤是光导纤维的简写，是一种由玻璃或塑料制成的纤维，可作为光传导工具。

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光纤分类

单模光纤：只能传输一种模式的光，传输距离远，是多模光纤的几十倍以上，单模光纤外面护套线颜色一般为黄色

多模光纤：可以传输多种模式的光，多模光纤传输的距离比较近，一般只有几千米，多模光纤外面颜色一般为橘红色

光纤速度

光纤的极限传输家用的普通光纤就可达到10Gbps以上。

实验室中单条光纤最大速度已达到了26Tbps，有消息说通过石墨烯制造的新光调制器，还可继续提高10000倍，即260Pbps。

OSI七层模型

ISO介绍

国际标准化组织（International Organization for Standardization，ISO）简称ISO，是一个全球性的非政府组织，是国际标准化领域中一个十分重要的组织。ISO国际标准组织成立于1946年，

ISO负责目前绝大部分领域（包括军工、石油、船舶等垄断行业）的标准化活动。ISO现有117个成员，包括117个国家和地区。中国是ISO的正式成员，代表中国参加ISO的国家机构是中国国家技术监督局（CSBTS）。

网络模型介绍

在上世纪70年代，不同的厂商的计算机之间采用的都是本厂的通信协议，不同厂商间的计算机是无法通信的，为了解决这个问题，ISO组织专门成立了一个小组，目的是写出一套公共通信协议，实现不同厂商计算机之间通信互联。

实际上只是Honeywell Information System公司的一个小组完成的，小组的技术负责人是Charlie Bachman，这个小组主要是为了开发一些原型系统而成立的，主要关注数据库系统的设计。70年代中，为了支持数据库系统的访问，需要一个结构化的分布式通信系统体系结构。

在1977年提出了一个七层的体系结构模型，他们内部称之为分布式系统体系结构（DSA）

与此同时，1977年英国标准化协会向国际标准化组织（ISO）提议，为了定义分布处理之间的通信基础设施，需要一个标准的体系结构。结果，ISO就开放系统互联（OSI）问题成立了一个专委会（TC 97, Subcomittee 16），指定由美国国家标准协会（ANSI）开发一个标准草案，在专委会第一次正式会议之前提交。

Bachman [1] 参加了ANSI早期的会议，并提交了他的七层模型，这个模型就成了提交ISO专委会的唯一的一份草案。1978年发布了这个临时版本，1979年稍作细化之后，成了最终的版本。

OSI七层模型

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OSI七层模型介绍

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应用层

网络服务与最终用户的一个接口。

协议有：HTTP FTP TFTP SMTP SNMP DNS TELNET HTTPS POP3 DHCP

表示层

数据的表示、安全、压缩。（在五层模型里面已经合并到了应用层）

格式有，JPEG、ASCll、DECOIC、加密格式等

会话层

建立、管理、终止会话。（在五层模型里面已经合并到了应用层）

对应主机进程，指本地主机与远程主机正在进行的会话

传输层

定义传输数据的协议端口号，以及流控和差错校验。

协议有：TCP UDP，数据包一旦离开网卡即进入网络传输层

网络层

进行逻辑地址寻址，实现不同网络之间的路径选择。

协议有：ICMP IGMP IP（IPV4 IPV6） ARP RARP

数据链路层

建立逻辑连接、进行硬件地址寻址、差错校验 [2] 等功能。（由底层网络定义协议）

将比特组合成字节进而组合成帧，用MAC地址访问介质，错误发现但不能纠正。

物理层

建立、维护、断开物理连接。（由底层网络定义协议）

    关于设备工作在哪一层！
    一个设备工作在哪一层，关键看它工作时利用哪一层的数据头部信息。网桥工作时，是以MAC头部来决定转发端口的，因此显然它是数据链路层的设备。
    具体说:
    物理层：网卡，网线，集线器，中继器，调制解调器
    数据链路层：网桥，交换机
    网络层：路由器

OSI七层特点

OSI七层由于太过严格，所以并没有应用在计算机中，而是基于其衍生了一个TCP/IP四层模型，被广大操作系统所应用。

TCP/IP四层模型介绍

OSI的七层协议体系结构的概念清楚，理论也比较完整，但它既复杂又不实用，ISO制定的OSI参考模型的过于庞大、复杂招致了许多批评。由技术人员自己开发的TCP/IP协议栈获得了更为广泛的应用。TCP/IP体系结构则不同，它现在已经得到了非常广泛的应用，TCP/IP是一个四层的体系结构。

它包含应用层、运输层、网际层和网络接口层（用网际层这个名字是强调这一层是为了解决不同网络的互连问题 ），不过从实质来讲，TCP/IP只有最上面的三层，因为最下面的网络接口层基本上和一般的通信链路的功能上没有多大差别.

TCO/IP四层模型

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每一层负责不同的功能:

1) 链路层，有时也称作数据链路层或网络接口层，
通常包括操作系统中的设备驱动程序和计算机
中对应的网络接口卡。它们一起处理与电缆(或其他任何传输媒介)的物理接口细节。

2) 网络层，有时也称作互联网层，处理分组在网络中的活动，例如分组的选路。
在TCP/IP协议族中，网络层协议包括IP协议(网际协议)，ICMP协议(Internet互联网控制报文协议 
以及IGMP协议(Internet组管理协议 )。

3) 运输层主要为两台主机上的应用程序提供端到端的通信。
在TCP/IP 协议族中 ， 有两个互不相同的传输协议 : TCP (传输控制协议) 和UDP (用户数据报协议)。
TCP 为两台主机提供高可靠性的数据通信。它所做的工作包括把应用程序交给它的数据分 成合适的小块交给下面的网络层，
确认接收到的分组，设置发送最后确认分组的超时时钟等。由于运输层提供了高可靠性的端到端的通信，因此应用层可以忽
略所有这些细节。而另一方面， UDP则为应用层提供一种非常简单的服务 。 它只是把称作数据报的分组从一台主机发送到
另一台主机，但并不保证该数据报能到达另一端。任何必需的可靠 性必须由应用层来提供。 这两种运输层协议分别在不同
的应用程序中有不同的用途，这一点将在后面看到。

4) 应用层负责处理特定的应用程序细节。几乎各种不同的 TCP/IP实现都会提供下面这些通用的应用程序:

Telnet 远程登录。
FTP 文件传输协议。
SMTP 简单邮件传送协议。
SNMP 简单网络管理协议。

TCP/IP协议簇

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一次C/S通信

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传输层协议

tcp协议
utp协议
TCP 和 UDP 是两种最为著名的传输层协议，二者都使用 I P 作 为 网 络 层 协 议

尽管 TCP 和 UDP 都使用相同的网络层( IP )， TCP 却向应用层提供与 UDP 完全不同的服务。 TCP 提供一种面向连接的、可靠的字节流服务。

TCP: 传输控制协议,面向连接的协议

面向连接意味着两个使用 TCP 的 应 用 ( 通 常 是 一 个 客 户 和 一 个 服 务 器 ) 在 彼 此 交 换 数 据 之前必须先建立一个 TCP 连 接 。

一对一传输

tcp三次握手

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TCP四次断开

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TCP包头

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UDP协议

UDP（User Datagram Protocol），用户数据报协议，是OSI(Open System Interconnection，开放式系统互联) 参考模型中一种无连接的传输层协议，提供面向事务的简单不可靠信息传送服务,UDP提供了无连接通信，适合于一次传输少量数据,UDP报文没有可靠性保证、顺序保证和流量控制字段等，可靠性较差。但是正因为UDP协议的控制选项较少，在数据传输过程中延迟小、数据传输效率高，适合对可靠性要求不高的应用程序，或者可以保障可靠性的应用程序，如DNS、TFTP、SNMP等。

可以一对一、一对多传输、多对一和多对多的交互通信

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TCP与UDP区别：

1、TCP面向连接（如打电话要先拨号建立连接）;UDP是无连接的，即发送数据之前不需要建立连接

2、TCP提供可靠的服务。也就是说，通过TCP连接传送的数据，无差错，不丢失，不重复，且按序到达;
UDP尽最大努力交付，即不保证可靠交付Tcp通过校验和，重传控制，序号标识，滑动窗口、确认应答实现可靠传输。
如丢包时的重发控制，还可以对次序乱掉的分包进行顺序控制。

3、UDP具有较好的实时性，工作效率比TCP高，适用于对高速传输和实时性有较高的通信或广播通信。

4.每一条TCP连接只能是点到点的;UDP支持一对一，一对多，多对一和多对多的交互通信

5、TCP对系统资源要求较多，UDP对系统资源要求较少。