day23-计算机网络-1

1. 网络简介

1.1. 网络介质

• 网线：cat5,cat5e 六类网线，七类网线，芭蕾网线
• 光纤：
• wifi：无线路由器，ap
• 5G

1.2. 常见网线类型

1.2.1. 双绞线（Twisted Pair Cable）【最常用】

按性能主要分为以下几类：

网线类型	速率	带宽	最大传输距离	屏蔽类型	用途示例
Cat5	100 Mbps	100 MHz	100 米	UTP	旧有局域网（已淘汰）
Cat5e	1 Gbps	100 MHz	100 米	UTP	家用/办公千兆网络，最常见
Cat6	1~10 Gbps	250 MHz	100 米（10G 为55米）	UTP/STP	稍高要求网络布线、监控系统
Cat6a	10 Gbps	500 MHz	100 米	UTP/STP	数据中心、高速局域网
Cat7	10 Gbps	600 MHz	100 米	STP	要求抗干扰高的环境、工程布线
Cat8	25~40 Gbps	2000 MHz	最远30 米	STP	数据中心、服务器机房

说明：

• UTP：无屏蔽（Unshielded Twisted Pair）
• STP：有屏蔽（Shielded Twisted Pair）
• Cat6 及以上建议选用 STP，抗干扰能力更强。
• Cat8 是目前最快的铜缆类型，但较贵且距离有限。

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1.2.2. 同轴电缆（Coaxial Cable）

• 常用于：有线电视、旧式以太网（10Base2/10Base5）
• 特点：抗干扰强，但布线不便，已不常用于以太网。

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1.2.3. 光纤（Optical Fiber）

虽然不属于“网线”，但在高速传输中也非常常见。

类型	传输介质	速率	适用场景
单模光纤（SMF）	激光	数十至上百 Gbps	长距离传输（公里级）
多模光纤（MMF）	LED	1~10 Gbps	中短距离（几百米）

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1.3. 网络速度

• 网络带宽的速度:1000Mb/s == 125MB/s
• b小写，bit位
• Byte字节: 1字节=8bit

iftop -n   将主机名解析为IP地址-B   将b转换为B

2. 网络设备

2.1. 交换机

• switch（交换机）

交换机特点：

• 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（局域网LAN）上（广播域）
• 产生广播消耗设备CPU资源
• 终端用户的设备接入，连接交换机，一般交换机24口，48口，96口
• 一个网段会有一个统一的网络标识192.168.16.xx
• 企业级交换机会有一些基本的安全功能，这种交换机叫网关功能的交换机

2.2. 路由器

• 连接不的网络
• 核心功能：路由功能，数据转发，DHCP分配IP

路由器特点：

• 网络的出入口（网关）
• 路由协议的转发（路由选路，指路）
• 数据转发，会维护一个路由表
• 路由器用于连接广域网（公网）

3. 路由

3.1. 查看路由表

#windows
route print#linux
route -n
ip route

3.2. 追踪路由

#windows
tracert -d www.baidu.com
-d不解析主机名#linux
traceroute -nI www.baidu.com
-n不解析主机名
-I使用ICMP协议

4. 局域网上网流程

• 访问www.baidu.com
• 源地址是本机ip地址，目的地址是www.baidu.com的地址
• 查找电脑的路由表，没有匹配的路由，数据包会发送给网关
• 网关收到电脑发送的数据包，查找路由表，如没有匹配的路由，继续发送给下一个网关，数据在发送给下一个网关前会进行NAT地址转换，将局域网的地址转换为路由器出口IP地址
• 网关收到路由器发送的数据包后，查找路由表，如没有匹配的路由，继续发送给下一个网关，直到发送到www.baidu.com服务器

• www.baidu.com服务器收到用户发来的数据包，将源地址和目的地址调换位置，目的地址为用户出口的路由器IP地址，源地址为服务器的IP地址，然后发送给服务器的网关设备（路由器）
• 路由器收到服务器发送的数据包后，查找路由表，如没有匹配的路由，继续发送给下一个网关设备，直到发送到用户的网关（路由器）
• 用户的网关（路由器）收到数据包后，使用NAT技术，将目的地址转换为局域网电脑的IP地址，从对应的接口发送给用户
• 用户收到数据包后解封装，即可看到web界面

5. 虚拟机上网流程

• 虚拟机访问www.baidu.com
• 源地址是虚拟机ip地址，目的地址是www.baidu.com的地址
• 查找虚拟机的路由表，如没有匹配的路由，数据包会发送给网关
• 网关会进行NAT地址转换，将虚拟机的IP地址转换为电脑的IP地址
• 查找电脑的路由表，如没有匹配的路由，数据包会发送给网关
• 网关收到电脑发送的数据包，查找路由表，如没有匹配的路由，继续发送给下一个网关，数据在发送给下一个网关前会进行NAT地址转换，将局域网的地址转换为路由器出口IP地址
• 网关收到路由器发送的数据包后，查找路由表，如没有匹配的路由，继续发送给下一个网关，直到发送到www.baidu.com服务器

• www.baidu.com服务器收到用户发来的数据包，将源地址和目的地址调换位置，目的地址为用户出口的路由器IP地址，源地址为服务器的IP地址，然后发送给服务器的网关设备（路由器）
• 路由器收到服务器发送的数据包后，查找路由表，如没有匹配的路由，继续发送给下一个网关设备，直到发送到用户的网关（路由器）
• 用户的网关（路由器）收到数据包后，使用NAT技术，将目的地址转换为局域网电脑的IP地址，从对应的接口发送给用户
• 用户收到数据包后进行NAT地址转换，将目的地址转换为虚拟机的IP地址
• 虚拟机收到数据包解封装，即可看到服务器发送的数据

6. vmware虚拟机网络模式

6.1. nat模式

• 虚拟机的IP地址由虚拟网卡vmnet8分配，不受外界网络环境影响。

6.2. 桥接模式

• 虚拟机的IP地址和电脑的IP地址在同一个网段，当外界网络环境变化时，虚拟机的IP地址也会变化。

6.3. 仅主机模式

• 与外界隔离的局域网，虚拟机不可上网，测试使用。

7. OSI 7层模型

OSI（Open System Interconnect），开放系统互联参考模型，是由ISO（国际标准化组织）定义的。

OSI 7层	概述
应用层	为应用程序提供网络服务的，协议：http，https，DNS
表示层	主要负责数据加密，解密，压缩（代码）
会话层	主要负责建立，维护，管理会话连接
传输层	主要负责建立，维护，管理端到端连接，tcp/udp
网络层	负责IP寻址和路由选择
数据链路层	将分组数据封装成帧，MAC地址（网卡物理地址）
物理层	物理链路，网卡，将数据转换为二进制

7.1. 应用层

• 大部分软件、服务运行在应用层中
• 详细含义：暴露很多接口，提供给其他服务软件使用，主要就是提供应用程序可以接入网络的接口，并根据程序的不同，对应不通的接口协议
• API（应用程序编程接口 Application Programming Interface）软件开发后提供给用户使用的接口（http/https）

• • 对接口进行监控
  • 进行二次开发

• 核心：应用层常见的服务/协议：

协议	说明	端口
http	超文本传输协议：网站基础协议之一	80
https	多了个secure，对数据加密了	443
smtp	简单邮件传输协议，smtp未加密，smtps加密	25，465
dns	域名解析服务	53
其他	ntp，rtmp，hls，ftp，websocket

7.2. 表示层

• http，https（加密）（http over tls）TLS传输层安全协议

7.3. 会话层

• 会话--连接/登录

8. 总结

• 网络介质，查看网络速度（iftop命令）
• 路由器交换机特点区别
• tracert/traceroute路由追踪
• ISO 7层模型