云计算网络学习笔记整理

时间:2025-01-25 08:29:01

一:计算机工作原理:

  1. 应用层:人机交互----抽象语言-----编码
  2. 表示层:编码------二进制
  3. 介质访问控制层:
  4. 物理层:“算盘”

二:网线:RJ-45双绞线

:人类最早的网络-----对等网

四:增加网络传输距离的方法:

  1. 中继器:从物理层面增加电压,当传输距离过长时会导致波形失帧
  2. 增加节点:

(1)拓扑图方法:

  1. 直线型拓扑
  2. 环形拓扑
  3. 树状拓扑
  4. 波环形/全网装拓扑
  5. 星型拓扑

(2)设备:HUB集线器--------交换机

HUB集线器存在的问题:安全  延时  地址  冲突

五:冲突:相似电流会互相吸引 碰撞 随后抵消
解决方案: CSMA/CD 载波侦听多路访问/冲突检测机制 简称:排队

机制解析:

  1. 首先使用监听功能,当发现网络中有消息进行传输时,停止自身的消息发送,进行监听,随时准备进入下一阶段
  2. 当当前消息发送完成后,立刻发送自身消息
  3. 当消息相撞时,会彼此发送一个阈值,因为阈值时随机的,所以一定会有大小之分,当到达阈值时,再次发送自身消息。

结论:虽然解决了一定的冲突问题,但是大大增加了延时。

仍存在的需求:

  1. 无限的传输距离 
  2. 没有冲突
  3. 形成单播  

由需求诞生的:网桥-------交换机

交换机的工作流程:

1.当数据帧进入交换机后,交换机会先查看数据帧中的源MAC地址,之后将该数据帧的进入接口与其源MAC地址映射记录在本地的MAC地址表中,随后查看目标MAC地址,基于本地的MAC地址表进行查询,若存在记录则单播即可。

2.若不存在记录,则进行泛洪。

泛洪:向除了进入接口以外的所有接口进行发送。

(注:MAC地址表的老化时间:300s)

3.总结:对等网-----变大网络-----无限的传输距离 无冲突  单播  =网桥--交换机(工作在介质访问控制层)-----识别MAC地址----转发时,存在记录则单播,不存在则泛洪----泛洪区域---泛洪区域越大,则越卡,于是产生了一个结局问题的机器-----路由器------网络层------IP-------IP地址(逻辑地址)

六:MAC地址(物理地址):

  1. 格式相同
  2. 48位二进制构成,以16进制显示,出厂即烧录  全球唯一

七:IP地址(逻辑地址)

 ARP协议:地址解析协议  通过一种地址找到另一种地址的协议

 (1)ARP先通过广播行为发送请求包,所有收到请求包的设备均将数据包中的源IP和源MAC记录在本地的ARP缓存表中,随后查看目标地址,若不是自己则丢弃,若是自己,则回复一个源IP源MAC为自己的ARP回复包。  在之后的传输过程中,将优先查看本地的ARP缓存表,若有记录则直接调用记录,若没有则进行ARP缓存。

(2)免费ARP/无故ARP:用于自检  发现环境中是否存在于自己地址冲突的人

(ARP缓存表老化时间:180s)

八:1.IPV4详解:

(一)IPV4地址:32位二进制构成  存在网络位和主机位的区分,网络位用于标定所在范围,主机位用于标定该节点在该范围内的编号。选用点分十进制显示,为了方便人的区分,所以采取8位一分的方式。

(二)存在ABCDE五类:

(1)ABC为单播地址: 既可以作为源IP使用,也可以作为目标IP使用,每一个单播地址都代表着网络中的一个唯一节点。(注:只有单播地址可以作为源IP使用。)

(2)D类为组播地址:只能当做目标地址使用。

(3)E类为保留地址

(三)基于IP地址的第一组8位进行分类:

(1):A类地址:1-126  ,默认前8位为网络位

(2):B类地址:128-191  ,默认前16位为网络位

(3:)C类地址:192-223 ,默认前24位为网络位

(4):D类地址:224-239  ,不分网络位和主机位

(5):E类地址:240-255

(四)特殊地址:

(1):127  环回地址   127.0.0.1-----127.255.255.255

用于排错的历程分析 

(2):255.255.255.255   受限广播地址

(3):主机位全0    192.168.1.0/24   不是单播地址  代表着一个网段    (例:192.168.1.0/24是网段)

(4):主机位全1   192.168.1.255/24 不是单播地址  直接广播地址 

(5):0.0.0.0--------即代表没有地址,也代表所有地址

(6):169.254.0.0/16  本地链路地址,自动私有地址

(五)VLSM可边长子网掩码----------简称:子网划分(运用方法:借位)

(六)一个网段的主机数范围:主机位全0----主机位全1

(七)无类域间路由------CIDR   简称:子网汇总(运用方法:取相同位 去不同位)

(1)路由器是如何工作的:

当数据包来到路由器时,路由器会根据目标IP地址查询本地的路由表,若存在记录则无条件转发,若不存在记录则无条件丢弃。

1.若PC1意图与PC2联系,在已知IP地址的情况下,进行子网掩码的判断,若在同一个广播域,则直接发送ARP请求获取对端MAC地址,随后单播即可。

2.若PC1意图与PC3联系,在已知IP地址的情况下,进行子网掩码的判断,若不在同一个广播域,则保留源IP源MAC目标IP的情况下,封装目标MAC为自己的网关,发送至路由器处,路由器接收到后,会根据目标IP查询本地的路由表,若存在记录则按照记录无条件转发,(因为路由器在网络层工作,所以路由器可以识别IP地址)在重新转发的过程中,将会更改源MAC地址为转发网段的网关。若不存在,则直接丢弃。

(注:路由器的每一个接口都是一个泛洪范围的终点

(2)总结:路由器(IP地址)----想要进行通讯就需要知道MAC地址,在已知IP地址的情况下,就会使用ARP协议去获取MAC地址。

(3)ARP协议---广播-----广播域   

(4)广播域 = 泛洪区域       

(5)广播行为:在一个泛洪区域内,强迫交换机将一个数据进行泛洪