#信服课堂学习笔记#【信服课堂 7】SCSA认证前置课程之网络基础知识-基础篇(一)
  

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#信服课堂学习笔记#【信服课堂 7】SCSA认证前置课程之网络基础知识-基础篇(一)
1、        OSI参考模型

A.通信概述
网络是用物理链路将各个孤立的工作站或主机相连在一起,组成数据链路,从而达到资源共享和通信的目的。通信是人与人之间通过某种媒体进行的信息交流与传递。网络通信是通过网络将各个孤立的设备进行连接,通过信息交换实现人与人,人与计算机,计算机与计算机之间的通信。
a.图标约定

b.网络拓扑

B.网络与网络通信
a.        终端用户设备的接入;基本的接入安全功能;广播域的隔离(VLAN);二层链路的冗余,防环与负载均衡
b.        隔绝广播,实现跨三层的数据互访;路由协议的支持;路径选择和数据转发;广域网接入、地址转换及特定的安全功能

  
C.OSI参考模型
a.OSI的概念
Open System Interconnection开放系统互联参考模型,是由国际标准化组织(ISO)定义的,它是个灵活的、稳健的和可互操作的模型,并不是协议,常用来分析和设计网络体系结构。
b.OSI模型的目的
规范不同系统的互联标准,使两个不同的系统能够较容易的通信,而不需要改变底层的硬件或软件的逻辑
c.OSI模型分为七层
OSI模型把网络按照层次分为7层,由上到下分别是物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。
d.OSI的优点(不限于)
将网络的通信过程划分为小一些、简单一些的部件,因此有利于各个部分的开发、设计和故障排除;
通过网络组件的标准化,允许多个供应商进行开发;
通过定义在模型的每一层实现什么功能,鼓励产业的标准化;
允许各种类型的网络硬件和软件相互通信;
防止对某一层的改动影响到其它层,有利于开发。
  
e.七层的特点:
OSI模型每层都有自己的功能集;
层与层之间相互独立有相互依赖;
上层依赖下层,下层为上层提供服务。
f.七层的作用:
1)        应用层:为应用软件提供接口,使应用程序能够使用网络服务,常见应用层协议:http(80)、ftp(20/21)、smtp(25)、pop3(110)、telnet(23)、dns(53)等
2)        表示层:数据的解码和编码,数据的加密和解密,数据的压缩和解压缩(常见的标准如SCII,JPEG)
3)        会话层:负责建立、管理和终止表示层实体之间的会话连接,在设备或节点之间提供会话控制,在系统之间协调通信过程,并提供3种不同的方式来组织它们之间的通信:单工,半双工,全双工
4)        传输层:负责建立端到端的连接,保证报文在端到端之间的传输,服务点编址、分段与重组、连接控制、流量控制、差错控制
5)        网络层:为网络设备提供逻辑地址(ip),进行路由选择、维护路由表,负责将分组数据从源端传输到目的端
  
6)        数据链路层:数据链路层包含Mac和LLC子层
介质访问控制(Mac Access Control,Mac)802.3:
定义了数据包怎样在介质上进行传输;物理寻址在此处被定义,逻辑拓扑也在此处被定义;线路控制、出错通知(不纠正)、帧的传递顺序和可选择的流量控制也都在这一子层实现。
逻辑链路控制(Logical Link Control,LLC)802.2:
负责识别网络层协议,然后对它们进行封装;提供流量控制并控制比特流的排序。
  
7)        物理层:负责把逐个的比特从一跳(结点)移动到另一跳(结点);
功能:定义接口和媒体的图例特性(线序、电压、电流);定义比特的表示、
数据传输速率、信号的传输模式;定义网络物理拓扑(网状、星型、环型、总线型等拓扑)
   

   
   
2、        TCP-IP模型
  

A.应用层

B.传输层
a.传输层- TCP/ UDP
TCP(传输控制协议)属于面向连接的网络协议;UDP(用户报文协议)属于无连接的网络协议。


b.传输层- TCP报文/ UDP报文
  


c.传输层- TCP/ UDP端口号
1)        源端口随机分配,目标端口使用知名端口;
2)        应用客户端使用的源端口号一般为系统中未使用的且大于1023;
3)        目的端口号为服务器端应用服务的进程。如telnet为23。

d.传输层-TCP三次握手


e.传输层-序列号及确认号


f.传输层-TCP窗口机制
(窗口大小 决定了在收到确认前可以发送的字节数;确认号是期望接受的下一个TCP segment的序列号)


C.网络层
a.网络层-IP报文


b.网络层- ICMP协议的应用
  

Ping-(ICMP)是个应用程序,目的:测试网络层的连通性(在网络层模拟应用的双向通信)
工作原理:
1)        发送ICMP的echo request
2)        ICMP被IP封装,中间网络设备看到的是IP包
3)        目标主机接收到echo request发送echo reply

D.数据链路层
数据链路层-以太网帧
a.        数据链路层协议有许多种,都会解决三个基本问题:封装成帧,透明传输,差错检测。
b.        数据链路层属于计算机网络的底层,数据链路层使用的信道主要有以下两种类型; 点对点信道,广播信道;
c.        在TCP/IP协议族中,数据链路层主要有三个目的:
1)        为IP模块发送和接收数据
2)        为ARP模块发送ARP请求和接收ARP应答
3)        为RARP模块发送RARP请求和接收RARP应答
d.        TCP/IP支持多种不同的链路层协议,这取决于硬件。如:以太网、令牌环网、FDDI(光纤分布式数据接口)及RS232串行线路等。
e.        数据链路层的协议数据单元-帧:将IP层(网络层)的数据报添加首部和尾部封装成帧;最常使用的封装格式是RFC894定义的以太网帧格式;帧格式采用48bit(6 byte)的目的地址和源地址。

3、        二层交换基础
A.以太网概述
以太网(Ethernet)指的是由Xerox公司创建并由Xerox、Intel和DEC公司联合开发的基带局域网规范,是当今现有局域网采用的最通用的通信协议标准。以太网络使用CSMA/CD(载波监听多路访问及冲突检测)技术,并以10M/S的速率运行在多种类型的电缆上。以太网与IEEE802.3系列标准相类似。包括标准的以太网(10Mbit/s)、快速以太网(100Mbit/s)和10G(10Gbit/s)以太网。它们都符合IEEE802.3。

出口层(OR):广域网接入 出口策略 带宽控制
核心层(CO):高速转发 服务器接入 路由选择
汇聚层(GS):流量汇聚 链路冗余 设备冗余 路由选择
接入层(AS):用户接入 接入安全 访问控制

MAC地址
  
B.交换机工作原理
a.二层交换机的主要功能
Address learning;Forward/filter decision;Loop avoidance
b.交换机的寻址

1)初始化时MAC地址表是空的
2)站点A发送一个数据帧到站点C;交换机根据数据帧的源地址在接口E0上学习到站点A的MAC地址;这个数据帧(A-C)被泛洪到所有的交换机接口除了E0(未知单播被泛洪);MAC地址缺省在MAC地址表中保留5分钟;
3)站点D发送一个数据帧到站点C;交换机根据数据帧的源地址在接口E3上学习到站点D的MAC地址;这个数据帧(D-C)被洪放到所有的交换机接口除了E3(未知单播被泛洪);
4)站点A发送一个数据帧到站点C;目的地址已知存储在MAC地址表中,数据帧不会被泛;重新刷新工作站C的MAC地址超时时间.
C. ARP概述
a.ARP实现过程-请求和应答
  
b.ARP表-ARP高效运行的关键
1)每个主机上都有一个ARP高速缓存,即ARP表
2)ARP表中记录了最近的映射记录
c.ARP表的关键-ARP表的老化机制
1)UNIX实现中完整表项的生存时间为20分钟,不完整表项的生存时间为3分钟。所谓不完整表项就是在以太网上对一个不存在的主机发出ARP请求时,在本地保留的一个只有ip地址没有MAC地址的表项。
2)Windows实现中没有被使用的ARP表项老化时间2分钟,正在使用的ARP表项 老化时间10分钟。在表项正在使用时,超时值就应该启动,但是大多数的从伯克利系统演变而来的系统没有这样做-它们每次都是在访问表项进重设超时值。   
3)路由器ARP老化时间可以设置,时间范围一般是1-1440分钟之间,缺省为20分钟
注:没有UNIX中的完整表项和不完整表项的概念,也不存在Windows中区分ARP表项是否被上层协议所正在使用,只是固定一个老化时间,时间到了,表项就老化, 正在使用的表项也一样被老化。
d.ARP帧格式

e.ARP捕获实例-请求报文

f.ARP代理
1)如果ARP请求是从一个网络的主机发往另一个网络上的主机时

   
2)如果ARP请求是从一个网络的主机发往另一个网络上的主机,那么连接这两个网络的路由器就可以回答该请求,这个过程称作委托ARP或ARP代理(ARP Proxy)

g.免费ARP
  为什么要免费ARP?当一个主机和你配置了一样的IP地址时,怎么办? 我改了自己的IP地址,别人怎么知道我改了IP地址? 其实很简单:
    一机器进入了我的网络领域或更改自己的IP地址; 按规矩,他要向网络中广播一个ARP报文告诉我们这些土著他的新IP地址和MAC地址,我们就对自己ARP表进行更新
D.VLAN概述

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Jink 发表于 2020-10-14 14:15
  
果然是高手在民间,楼主帖子写的不错,很有参考价值,还想看更多精彩分享,期待楼主下一篇好帖!
洛阳周周 发表于 2021-11-6 00:31
  
感谢楼主图文并茂的分享
飞翔的苹果 发表于 2021-11-12 08:35
  
感谢分享,有助于工作,学习学习
新手676321 发表于 2022-4-13 16:48
  

发帖辛苦,感谢分享~
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