day23-计算机网络-1

news2025/6/4 15:56:27

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。

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。

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）

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