计算机网络 用deepseek帮助整理的复习资料（一）

### 计算机网络基础知识整理

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#### **一、网络类型**
1. **局域网 (LAN)**  
   - **定义**：覆盖小范围（如家庭、教室、公司）。  
   - **特点**：高带宽、低延迟，设备通过交换机互联。  
   - **示例**：家庭WiFi、企业内网。

2. **广域网 (WAN)**  
   - **定义**：跨地域连接多个局域网（如互联网）。  
   - **特点**：依赖路由器连接，带宽较低，延迟较高。  
   - **示例**：跨国公司的分支机构互联。

3. **无线局域网 (WLAN)**  
   - **定义**：基于无线技术（如WiFi）组建的局域网。  
   - **特点**：灵活性高，覆盖范围有限。  
   - **协议**：IEEE 802.11系列（如802.11ac）。

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#### **二、网络模型**
1. **OSI七层模型**  
   - **记忆口诀**：应（7.应用层）表（6.表示层）会（5.会话层）传（4.传输层）往（3.网络层）树（2.数据链路层）屋（1.物理层）。  
   - **各层功能**：  
     | 层级 | 名称       | 核心功能                     | 协议/设备                |
     |------|------------|------------------------------|--------------------------|
     | 7    | 应用层     | 用户接口（HTTP、FTP）        | 浏览器、应用程序         |
     | 6    | 表示层     | 数据格式转换（加密、压缩）    | SSL、JPEG               |
     | 5    | 会话层     | 建立/管理会话（断点续传）     | RPC、NetBIOS            |
     | 4    | 传输层     | 端到端通信（TCP/UDP）        | 端口号、流量控制         |
     | 3    | 网络层     | 寻址和路由（IP地址）         | 路由器、IP协议           |
     | 2    | 数据链路层 | 帧传输（MAC地址）            | 交换机、ARP协议          |
     | 1    | 物理层     | 物理介质传输（比特流）        | 网线、光纤、集线器       |

2. **TCP/IP五层模型**  
   - **简化OSI**：合并应用层、表示层、会话层为单一应用层。  
   - **层级对比**：  
     | TCP/IP模型 | 对应OSI层 | 核心协议                   |
     |------------|-----------|----------------------------|
     | 应用层     | 5-7       | HTTP、FTP、DNS             |
     | 传输层     | 4         | TCP、UDP                   |
     | 网络层     | 3         | IP、ICMP、ARP              |
     | 数据链路层 | 2         | Ethernet、WiFi（802.11）   |
     | 物理层     | 1         | 双绞线、光纤               |

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#### **三、网络设备**
1. **交换机 (Switch)**  
   - **功能**：组建局域网，基于MAC地址转发数据帧。  
   - **工作原理**：  
     - **学习MAC地址**：记录源MAC与接口的映射。  
     - **转发策略**：  
       - **单播**：查表直接转发。  
       - **广播/组播**：泛洪到所有接口（除接收口）。  
   - **类型**：  
     - **二层交换机**：基于MAC地址转发。  
     - **三层交换机**：支持IP路由功能。

2. **路由器 (Router)**  
   - **功能**：跨网段通信，连接不同网络（如LAN到WAN）。  
   - **核心作用**：  
     - **路由选择**：通过路由表决定数据包路径。  
     - **NAT转换**：将私有IP转换为公网IP。

3. **网卡 (NIC)**  
   - **功能**：终端设备的网络接口，负责数据帧的收发。  
   - **地址类型**：  
     - **MAC地址**：48位物理地址（如 `00:1A:2B:3C:4D:5E`）。  
     - **IP地址**：逻辑地址（如 `192.168.1.100`）。

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#### **四、地址与子网**
1. **IPv4地址分类**  
   | 类别 | 范围               | 默认掩码       | 可用主机数（默认） |
   |------|--------------------|----------------|--------------------|
   | A    | 1.0.0.0 - 126.255.255.255 | 255.0.0.0     | \(2^{24}-2\)       |
   | B    | 128.0.0.0 - 191.255.255.255 | 255.255.0.0   | \(2^{16}-2\)       |
   | C    | 192.0.0.0 - 223.255.255.255 | 255.255.255.0 | \(2^{8}-2 = 254\)  |

   - **保留地址**：  
     - **网络地址**：主机位全0（如 `192.168.1.0`）。  
     - **广播地址**：主机位全1（如 `192.168.1.255`）。

2. **子网划分**  
   - **目的**：提高IP地址利用率。  
   - **示例**：  
     - **原始C类地址**：`192.168.1.0/24`（254主机）。  
     - **划分子网**：`192.168.1.0/25`（126主机）。

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#### **五、VLAN与广播域**
1. **VLAN (虚拟局域网)**  
   - **作用**：隔离广播域，增强安全性和管理灵活性。  
   - **划分方式**：基于交换机端口、MAC地址或协议。  
   - **特点**：  
     - 同一VLAN内设备可直接通信。  
     - 不同VLAN需通过路由器或三层交换机通信。

2. **VXLAN (虚拟扩展局域网)**  
   - **目的**：解决VLAN数量限制（4096个）。  
   - **原理**：通过隧道技术封装二层帧，支持更大规模虚拟网络。

3. **生成树协议 (STP)**  
   - **作用**：防止广播风暴（由网络环路引起）。  
   - **机制**：通过阻塞冗余路径消除环路。

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#### **六、数据传输基础**
1. **数据单位**  
   - **Bit**：最小单位（0/1）。  
   - **Byte**：1 Byte = 8 Bit。  
   - **帧 (Frame)**：数据链路层单位（64-1518 Byte）。  
   - **MTU**：最大传输单元（默认1500 Byte）。

2. **通信类型**  
   | 类型   | 特点                     | 示例               |
   |--------|--------------------------|--------------------|
   | 单播   | 一对一通信（目标明确）    | HTTP请求           |
   | 组播   | 一对多（特定组）          | 视频会议           |
   | 广播   | 一对所有（局域网内）      | ARP请求            |

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#### **七、机房与数据中心**
1. **IDC (互联网数据中心)**  
   - **功能**：集中托管服务器和网络设备。  
   - **核心组件**：  
     - **机柜**：物理设备存放单元。  
     - **UPS**：不间断电源。  
     - **冷却系统**：保障设备温度。

2. **负载均衡**  
   - **四层负载均衡**：基于IP和端口（如LVS）。  
   - **七层负载均衡**：基于应用层协议（如Nginx）。

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#### **八、常用命令与工具**
1. **Windows**  
   ```bash
   ipconfig /all    # 查看IP和MAC地址
   ping 192.168.1.1 # 测试网络连通性
   ```

2. **Linux**  
   ```bash
   ifconfig         # 查看网络接口信息
   ethtool ens33    # 查看网卡详细信息
   traceroute google.com # 跟踪路由路径
   ```

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#### **九、补充知识点**
1. **数据封装与解封装**  
   - **发送端**：应用层 → 物理层（逐层添加头部）。  
   - **接收端**：物理层 → 应用层（逐层去除头部）。

2. **网络安全基础**  
   - **防火墙**：过滤非法流量（如iptables）。  
   - **VPN**：通过加密隧道实现安全远程访问。

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