网络基础（day3）

【 理论重点】 

  网络是什么？

（网络是载体，目的是传输互联网中的数据，数据是终端产生<手机、电脑、服务器等>。）

  如何组件网络（良性网络架构）？有网络架构思维，得按层次来组！

  网络运行得遵循一定的规则和标准！

  配置：不只是连接在一起，还要考虑它的层次和它的网络质量，还包括带宽、峰值都要考      虑。 交换机、路由器、防火墙、无线控制器、服务器（在服务器里面配网）【硬件设备】

  如何配置？    输入命令配置    GUI（图形用户界面）   CLI（命令行界面）

【网络  internet】

通过网络把计算机连系在一起，共享数据和资源。

三大要素 

1： 终端设备（phone  pad  ......）  PC      server（服务器）   ---->能承载应用程序的设备

2：传输介质（线缆）    通过线缆传输数据信号（有线，骨干）    无线设备--->无线电磁波   

3：网络设备  路由器、交换机......   AP（access point  无线接入点）---->数据封装

一、网络架构

1、园区网络架构（企业网络）【经典园区网络平面架构图】

 企业、学校、公司、医院、厂房他们的网络架构都大差不差！只不过有大有小！

分部A、分部B、分部C和总部是一个网段吗？不可能是同一个网段！

2、网络园区基本拓扑结构

               三层交换机                           二层交换机

【网络协议】：在计算机网络中，为了保障数据交换的约束和标准，是网络上所有设备之间通信规则的集合，规定了通信必须要采用的数据格式，遵循协议才可以完成点到点的网络通信，实现某些特定功能。由于网络采用分层体系结构，所以每一层网络都存在诸多协议。

二、网络协议栈

1、OSI参考模型：根据网络功能规定了七个功能模块。 【背会】

由于私有标准的不规范，国际组织iso规定了网络运行的公有标准OSI。遵循同一个标准，无论使用任何厂商的网络设备，都会兼容。

7应用层      ------->为应用程序提供网络服务   （PC   MAC   IOS    Andorid）

6表示层      ------->数据格式化，加密、解密、压缩、解压缩、编码、解编码！

5会话层      ------->建立、维护、管理会话连接   （应用程序的连接会话）

4传输层      ------->建立、维护、管理端到端连接 （数据流切片）（TCP / UDP）

3网络层      ------->ip寻址和路由选择  （在因特网中遵循的协议   IP协议  ICMP）

2数据链路层  ------->控制网络层与物理层之间的通信（局域网协议--->以太网协议 （令牌环网） ）

1物理层      ------->比特流传输   （分解为比特，转换为脉冲信号，通过物理介质发送出去）

• 2【数据链路层】最重要的标准就是以太网协议。以太网可以说是占据99.99%。MAC地址是以太网独有的。
• 3【网络层】最重要的协议是IP协议。（IPV4和IPV6）
• 4【传输层】主要的协议是TCP 和UDP，传输层的作用就是建立端口、维护和管理端到端的直接的连接。

  程序一旦运行起来就变成进程了，有对应的PID。

【端口号】就是已经运行的网络对应进程的标识！

  在网络传输中，端口号不是无限的，极限值是65535个！【范围是1-65535！】

【1-1023】 特权用户、是固定分配给内核的！不能注册的！ 例：80

【1024-30000多】约定俗成的端口  例：3306 数据库

【30000】客户端端口、随机端口。

在传输层之内也是要进行数据封装的，被称为数据段。段是可以进行切片的，会以MSS的方式进行切，最大分片大小为1460【极限】

MTU：最大传输单元   1500   MSS（最大分片大小）

TCP协议：是一种面向连接协议（保证应用程序数据连接的可靠性）

UDP协议：是一种无连接协议 （只管发送的传输，但不保证能传到。）

【win+R 】——>【cmd】——>【netstat  -tan】  

例：

• 下层为上层提供服务，上层依赖下层。网络问题【由下而上】依次排查！
• 上层必须依赖于下层！上层脱离下层，数据传输不出去！ 
• 【封装】从上到下   【解封装】从下到上

【封装】：

• 首先应用层要提供网络服务，如：在QQ的进程里写上“祝你一切都好”，纯数据载荷部分。
• 在表示层里标示用什么编码，用什么压缩方式，用什么加密方式，要表示清楚。
• 要通知对应的QQ端，要建立会话，会话层

【这三个是应用层的】

• 到了传输层要告诉对端主机，我是用哪个应用程序发出来的，我要发给哪个应用程序，端口号，HTTP：80（浏览网页服务默认的端口号都是80）
• 网络层，进入路由器，路由器不管你是从哪个应用程序发出来的，负责转包，要找到对应的IIP地址（原IP和目标IP）。
• 数据链路层交换机：能看懂MAC地址，识别以太网，封装原MAC和目标MAC。本局域网的话，原、目标MAC都知道；非本局域网的封装目标MAC为路由器网关的MAC地址。
• 打碎交给操作系统，再交给网卡，打碎，变成比特流物理层，基于网线就发过去了。

【解封装】：从下到上的解封装，将上面的流程逆向走一遍！如下图所示！

数据报文也叫数据包！！！

无论是什么样的数据报文、数据段、数据帧在网上传输是有规定的范围大小的，最大是1500字节。.1500是加了报头的，纯数据部分可能最多只有1460，要是做了扩展报文，可能不到1400。

MTU：最大传输单元   1500   对于数据帧来说，数据报头和纯数据部分不能超过1500.。

MSS（最大分片大小）：在传输层，去掉包头部分，剩下的内容主体部分最大为1460.。超过1460就要分片。

2、TCP/IP协议栈（TCP/IP四层模型，当前使用的，主流！功能强大、简单！）

传输层（主机-主机层）：对接上层，有个特定的文件表示网络传输的状态叫套接字（socket）。

网络层 ：以太网协议可以认为是硬件加上软件的一个合体的协议。规定了物理层标准，用什么样的网线，传输介质标准。

• Linux中的哲学思想， 一切皆文件！

• 网络传过来的流量，要以文件的形式存储在我们的文件系统里面。这个文件就叫套接字文件！ IP：port

• OSI七层模型的上四层叫资源子网，下三层叫通信子网，通信子网和资源子网之间是需要套接的，有特定的文件叫套接字。

• 网络连进来形成端对端的连接，就会形成一个紫色的套接字文件！端对端释放了，套接字就不存在了。

 三、网络层协议（IP协议）

网络层是OSI模型中的第三层。网络层提供路由和寻址的功能，使两终端系统能够互连且决定最佳路径，并具有一定的拥塞控制和流量控制的能力。

【IPV4】 传统意义上做数据封装，最少要20字节！                    

 版本：IPV4或者IPV6（但这里是IPV4）

生存时间(TTL）：跳数（数据包在网络中转发，经过的路由器的数量    255跳之内）

协议：和IP层x相关的一些协议，上层协议！

IPV4的缺陷：1：地址太少    2：不算太安全    3：传输质量比IPV6稍弱

 四、传输层（TCP和UDP）协议和报头 【重点】

作用：

①：应用程序产生的数据流进行4层切片

②：每一个数据切片前面添加传输层报头（包含原应用程序的端口号）。

    端口号  1-65535   

可以使用的端口号：

1-1023         （知名的应用端口号   一一对应，不更改。例如http）

1024-65535 （非知名应用端口号  随机对应）

TCP协议：是一种面向连接协议（保证应用程序数据连接的可靠性）连接完成之后才能创建协议。

UDP协议：是一种无连接协议 （尽力而为的传输，但不保证）没有状态，会丢包。

【TCP可靠连接原理】：

①流控功能

②防止传输乱序

③确定传输是否丢包，具有重传能力

④完整性检查

 【TCP报头】                                 

确认号（ack）要和标志位的ACK同步使用的！

【TCP的六大基本标志位】：每一个标志位表示一个控制功能。【重点必背】

1）URG：紧急指针标志，为1时表示紧急指针有效，为0则忽略紧急指针。

2）ACK：确认序号标志，为1时表示确认号有效，为0表示报文中不含确认信息，忽略确认号字段。

3）PSH：push标志，为1表示是带有push标志的数据，指示接收方在接收到该报文段以后，应尽快将这个报文段交给应用程序，而不是在缓冲区排队。

4）RST：重置连接标志，用于重置由于主机崩溃或其他原因而出现错误的连接。或者用于拒绝非法的报文段和拒绝连接请求。

5）SYN：同步序号，用于建立连接过程，在连接请求中，SYN=1和ACK=0表示该数据段没有使用捎带的确认域，而连接应答捎带一个确认，即SYN=1和ACK=1。

6）FIN：finish标志，用于释放连接，为1时表示发送方已经没有数据发送了，即关闭本方数据流。

【UDP报头】

 五、TCP三次握手和四次断开  【重点】

【TCP和UDP优缺点】

TCP

优点：可靠，稳定 TCP的可靠体现在TCP在传递数据之前，会有三次握手来建立连接，而且在数据传递时，有确认、窗口、重传、拥塞控制机制，在数据传完后，还会断开连接用来节约系统资源。

缺点：传输效率偏慢，效率一般，消耗带宽高，占用系统资源高。

安全性相对弱，例如DOS攻击（拒绝服务攻击）  ddos  网咯流入流量突然很大，导致正常服务无法运行，服务器崩溃。

拒绝三次握手（消耗CPU、内存、带宽）

TCP是点到点协议，比较死板。只能单播。

UDP

优点：效率高、快、比TCP相对安全，无需三次握手四次断开，被攻击的漏洞少。

缺点：不稳定、不可靠，网络质量不好的时候，很容易丢包。

六、一个完整的数据封装

Ethernet2 | ipv4 | TCP | HTTP | FCS

Ethernet2 |ipv4 |UDP| rtp| Voip | FCS        （Voip语音控制协议）

建议在电脑端注册登陆观看！！！手机格式有点儿问题！