网络基础一 交换机 路由器 OSI7层模型

第1章 网络基础

1.1 网络的出现

解决计算机通讯的需求

实现计算机信息可以传递

1.2 主机之间实现通讯基本要求(三要素)

①. 需要在两台主机之间建立物理连接,物理连接的方式有网线 光纤线 wifi 蓝牙,将这些方式统称为介质;

②. 两台主机可以识别数据信息,通过二进制数的方式,利用制定好的协议标准。

③. 将二进制数转换为电信号,从而可以让介质识别传输,利用网卡发送/接收数据:

在发送数据的时候,将二进制数转换为电信号

在接收数据的时候,将电信号还原为二进制数

通过网卡调制或接收不同的信号;10M 100M 1000M  100Mbps=每秒中可以传输100M个bit

1.2.1 网线与光纤

利用网线传输的是电信号

利用光纤传输的是光信号

1.2.2 计算机中的信息传递

计算机利用二进制表示数据信息:

实例1-1 例如:

你好==01    01==你好 利用高低电压识别二进制信号   0 低电压   1 高电压

实例1-2 多个连续的高/低电压

000 111  ===>>   规定每秒钟只接收和发送一个信号

网卡上面都会存在相应的网络速率  100mbps == 每秒钟传输的数据包的个数

              100M=100000K=100000000bit   0   1  统称为位(比特流)

1.2.3  影响网络传输效率的因素有三点

发送方的网卡速率

接收方的网卡速率

传输介质的传输速率

1.2.4 存储数据字节与比特换算公式

网络领域:识别数据信息---bit 比特

系统领域:识别数据信息---byte 字节

     1byte = 8bit   1bit = 1/8byte

第2章 交换机与路由器

2.1 交换机

2.1.1 为什么要有交换机

为了实现多台主机之间互相通讯的需求

交换机可以实现隔离冲突域,但是无法实现隔离广播域

2.1.2 交换机实现互相通讯的要求

       01)找到需要接受我信息的人,在一个交换网络中,需要通过广播实现

       02)让接收人可以获悉接收的信息是发送给自己的,需要借助网络标识,即mac地址

           mac地址是物理地址,mac地址全球唯一

       03)当网络中发送的广播包过多时,也会影响网络中主机的性能,

造成这种问题称为广播风暴

一个广播风暴的波及范围只在一个局域网中

在一个局域网中,所有的主机在一个广播域,一个交换机有多少个端口,就有多少个冲突域

2.1.3 交换机的特点

在一个交换机的端口上所连接的所有终端设备,均在一个网段上(称为一个广播域)

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。

交换机可以隔离冲突域,每一个端口就是一个冲突域

终端设备接入

基本的安全功能

2.1.4 广播风暴

广播风暴(broadcast storm)简单的讲是指当广播数据充斥网络无法处理,并占用大量网络带宽,导致正常业务不能运行,甚至彻底瘫痪,这就发生了“广播风暴”。一个数据帧或包被传输到本地网段 (由广播域定义)上的每个节点就是广播;由于网络拓扑的设计和连接问题,或其他原因导致广播在网段内大量复制,传播数据帧,导致网络性能下降,甚至网络瘫痪,这就是广播风暴。

2.2 路由器

2.2.1 为什么要有路由器

既要隔离广播风暴,有能让不同的局域网中的主机可以实现通讯

2.2.2 多个路由器互联

多个路由器互联,路由表信息实现统一一致的过程称为“路由表收敛”,路由器彼此之间说悄悄话,实现路由收敛的方式称为 路由器协议

2.2.3 主机身份标识信息

局域网编码+主机编码=经过路由器的身份标识信息

网段(网络地址)+ 主机地址=IP地址

2.3 路由协议

2.3.1 静态路由器协议

需要手动的指明我要到达的目标网络,是通过路由器哪个接口对应连接的路由器到达

(路由表收敛快)

2.3.2 动态路由器协议

采用类似广播的方式,每台路由器都告知其他相连的路由器,我所连了哪些网络

(配置操作简单--RIP OSPF EIGRP)

2.4 广播域与冲突域

路由器:每一个端口是一个广播域也是冲突域

交换机:每一个端口都是一个冲突域,一台交换机共一个广播域

第3章 网络划分

3.1 按网路层次划分

核心层、汇聚层、接入层

3.1.1 核心层

将网络主干部分称为核心层,核心层的主要目的在于通过高速转发通信,提供油画,可靠的骨干传输结构,因此核心层交换机应拥有更高的可靠性,性能和吞吐量。

3.1.2 汇聚层

将位于接入层和核心层之间的部分称为分布层或汇聚层,汇聚层交换层是多台接入层交换机的汇聚点,它必须能够处理来自接入层设备的所有通信量,并提供到核心层的上行链路,因此汇聚层交换机与接入层交换机比较,需要更高的性能,更少的接口和更高的交换速率。

3.1.3 接入层

通常将网络中直接面向用户连接或访问网络的部分称为接入层,接入层目的是允许终端用户连接到网络,因此接入层交换机,具有低成本和高端口密度特性。

3.2 按规模划分

局域网、城域网、广域网

3.2.1 局域网

本地私有的一共网络范围,如果是一个规模比较大的局域网,也会成为一共园区网。

3.2.2 城域网

如果一个网络的覆盖面积达到了一个城市,就可以成为城域网

3.2.3 广域网

如果覆盖的面积达到了全国或是全球,就成为广域网。全球最大的广域网是internet 互联网。

第4章 OSI7层模型组成

4.1 模型结构

由上至下。

功能

数据单元

应用层

网络进程到应用程序。针对特定应用规定各层协议、时序、表示等,进行封装 。在端系统中用软件来实现,如HTTP等

Data (数据)

主机层

表示层

数据表示形式,加密和解密,把机器相关的数据转换成独立于机器的数据。规定数据的格式化表示 ,数据格式的转换等

会话层

主机间通讯,管理应用程序之间的会话。规定通信时序 ;数据交换的定界、同步,创建检查点等

传输层

在网络的各个节点之间可靠地分发数据包。所有传输遗留问题;复用;流量;可靠o

Segments (数据段)

网络层

在网络的各个节点之间进行地址分配、路由和(不一定可靠的)分发报文。路由( IP寻址);拥塞控制。

Datagram网络分组/数据报文

媒介层

数据链路层

一个可靠的点对点数据直链。检错与纠错(CRC码);多路访问;寻址

Bit/Frame(数据帧)

物理层

一个(不一定可靠的)点对点数据直链。定义机械特性;电气特性;功能特性;过程特性

Bit(比特)

 思考 : 如何利用OSI7层模型实现主机间网际互联

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