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弱电人需要的所有网络基础知识汇总！
正文最先前先问问：你对OSI和TCP/IP这种基础生疏吗？信息泉源：/ 作者：湖北WM真人WM视讯LED显示屏公司
据视察，哪怕是理论基础薄弱的，也会几多知道它。
为啥呢？
由于，OSI和TCP/IP是很基础但又很是主要的知识，许多知识点都是以它们为基础去串联的，作为底层，掌握的越透彻，你明确上层时会越顺畅。
好比，今天这篇网络基础科普，就是凭证OSI层级去逐一睁开的。
有许多想入门的小友问过：
究竟怎么才可以在自己空闲时间去稍微入个门？
有没有什么较量完整的理论基础资料，可以发个来看看？
于是今天，就准备了这两个内容。
一个就是本篇文章，36张图，涵盖了大部分基础的网络手艺点。
深度不敷，广度来凑，很是建议身为网络工程师的你收藏+重复阅读。
01
盘算机网络基础
01 盘算机网络的分类
凭证网络的作用规模：广域网（WAN）、城域网（MAN）、局域网（LAN）；
凭证网络使用者：公用网络、专用网络。
02 盘算机网络的条理结构
TCP/IP四层模子与OSI系统结构比照：
03 条理结构设计的基来源则
各层之间是相互自力的；
每一层需要有足够的无邪性；
各层之间完全解耦。
04 盘算机网络的性能指标
速率：bps=bit/s
时延：发送时延、撒播时延、排队时延、处置惩罚时延
往返时间RTT：数据报文在端到端通讯中的往返一次的时间。
02
物理层
物理层的作用：
毗连差别的物理装备，传输比特流。该层为上层协议提供了一个传输数据的可靠的物理媒体。简朴的说，物理层确保原始的数据可在种种物理媒体上传输。
物理层装备：
中继器【Repeater，也叫放大器】：统一局域网的再生信号；两头口的网段必需统一协议；5-4-3规程：10BASE-5以太网中，最多串联4其中继器，5段中只能有3个毗连主机；
集线器：统一局域网的再生、放大信号（多端口的中继器）；半双工，不可隔离冲突域也不可隔离广播域。
信道的基本看法：信道是往一个偏向传输信息的媒体，一条通讯电路包括一个发送信道和一个接受信道。
单工通讯信道：只能一个偏向通讯，没有反偏向反响的信道；
半双工通讯信道：双方都可以发送和接受信息，但不可同时发送也不可同时吸收；
全双工通讯信道：双方都可以同时发送和吸收。
03
数据链路层
01 数据链路层概述
数据链路层在物理层提供的服务的基础上向网络层提供服务，其最基本的服务是将源自网络层来的数据可靠地传输到相邻节点的目的机网络层。数据链路层在不可靠的物理介质上提供可靠的传输。
该层的作用包括：物理地点寻址、数据的成帧、流量控制、数据的检错、重发等。
有关数据链路层的主要知识点：
数据链路层为网络层提供可靠的数据传输；
基本数据单位为��；
主要的协议：以太网协议；
两个主要装备名称：网桥和交流机。
封装成�。�“帧”是数据链路层数据的基本单位：
透明传输：“透明”是指纵然控制字符在帧数据中，可是要当做不保存行止置。即在控制字符前加上转义字符ESC。
02 数据链路层的过失监测
过失检测：奇偶校验码、循环冗余校验码CRC
奇偶校验码–局限性：当蜕化两位时，检测不到过失。
循环冗余磨练码：凭证传输或生涯的数据而爆发牢靠位数校验码。
03 最大传输单位MTU
最大传输单位MTU(Maximum Transmission Unit)，数据链路层的数据帧不是无限大的，数据帧长度受MTU限制.
路径MTU：由链路中MTU的最小值决议。
04 以太网协议详解
MAC地点：每一个装备都拥有唯一的MAC地点，共48位，使用十六进制体现。
以太网协议：是一种使用普遍的局域网手艺，是一种应用于数据链路层的协议，使用以太网可以完成相邻装备的数据帧传输：
局域网分类：
Ethernet以太网IEEE802.3
以太网第一个普遍安排的高速局域网
以太网数据速率快
以太网硬件价钱自制，网络造价本钱低
以太网帧结构
类型：标识上层协议（2字节）
目的地点和源地点：MAC地点（每个6字节）
数据：封装的上层协议的分组（46~1500字节）
CRC：循环冗余码（4字节）
以太网最短�。阂蕴∽疃�64字节；以太网帧除了数据部分18字节；数据最短46字节；
MAC地点（物理地点、局域网地点）
MAC地点长度为6字节，48位；
MAC地点具有唯一性，每个网络适配器对应一个MAC地点；
通常接纳十六进制体现法，每个字节体现一个十六进制数，用 - 或 : 毗连起来；
MAC广播地点：FF-FF-FF-FF-FF-FF。
04
网络层
网络层的目的是实现两个端系统之间的数据透明传送，详细功效包括寻址和路由选择、毗连的建设、坚持和终止等。数据交流手艺是报文交流（基本上被分组所替换）：接纳贮存转发方法，数据交流单位是报文。
网络层中涉及众多的协议，其中包括最主要的协议，也是TCP/IP的焦点协议——IP协议。IP协议很是简朴，仅仅提供不可靠、无毗连的传送服务。IP协议的主要功效有：无毗连数据报传输、数据报路由选择和过失控制。
与IP协议配套使用实现其功效的尚有地点剖析协议ARP、逆地点剖析协议RARP、因特网报文协议ICMP、因特网组治理协议IGMP。
详细的协议我们会在接下来的部分举行总结，有关网络层的重点为：
1、网络层认真对子网间的数据包举行路由选择。别的，网络层还可以实现拥塞控制、网际互连等功效；
2、基本数据单位为IP数据报；
3、包括的主要协议：
IP协议（Internet Protocol，因特网互联协议）;
ICMP协议（Internet Control Message Protocol，因特网控制报文协议）;
ARP协议（Address Resolution Protocol，地点剖析协议）;
RARP协议（Reverse Address Resolution Protocol，逆地点剖析协议）。
4、主要的装备：路由器。
路由器相关协议：
01 IP协议详解
IP网际协议是 Internet 网络层最焦点的协议。
虚拟互联网络的爆发：现实的盘算机网络错综重大；物理装备通过使用IP协议，屏障了物理网络之间的差别；当网络中主机使用IP协议毗连时，无需关注网络细节，于是形成了虚拟网络。
IP协议使得重大的现实网络变为一个虚拟互联的网络；并且解决了在虚拟网络中数据报传输路径的问题。
其中，版本指IP协议的版本，占4位，如IPv4和IPv6；
首部位长度体现IP首部长度，占4位，最大数值位15；
总长度体现IP数据报总长度，占16位，最大数值位65535；
TTL体现IP数据报文在网络中的寿命，占8位；
协议批注IP数据所携带的详细数据是什么协议的，如TCP、UDP。
02 IP协议的转发流程
03 IP地点的子网划分
A类（8网络号+24主机号）、B类（16网络号+16主机号）、C类（24网络号+8主机号）可以用于标识网络中的主机或路由器，D类地点作为组广播地点，E类是地点保存。
04 网络地点转换NAT手艺
用于多个主机通过一个公有IP会见会见互联网的私有网络中，减缓了IP地点的消耗，可是增添了网络通讯的重漂后。
NAT 事情原理：
从内网出去的IP数据报，将其IP地点替换为NAT服务器拥有的正当的公共IP地点，并将替换关系纪录到NAT转换表中；
从公共互联网返回的IP数据报，依据其目的的IP地点检索NAT转换表，并使用检索到的内部私有IP地点替换目的IP地点，然后将IP数据报转发到内部网络。
05 ARP协议与RARP协议
地点剖析协议 ARP（Address Resolution Protocol）：为网卡（网络适配器）的IP地点到对应的硬件地点提供动态映射�？梢园淹绮�32位地点转化为数据链路层MAC48位地点。
ARP 是即插即用的，一个ARP表是自动建设的，不需要系统治理员来设置。
RARP(Reverse Address Resolution Protocol)协议指逆地点剖析协议，可以把数据链路层MAC48位地点转化为网络层32位地点。
06 ICMP协议详解
网际控制报文协议（Internet Control Message Protocol），可以报告过失信息或者异常情形，ICMP报文封装在IP数据报当中。
ICMP协议的应用：
Ping应用：网络故障的排查；
Traceroute应用：可以探测IP数据报在网络中走过的路径。
07 网络层的路由概述
关于路由算法的要求：
准确的完整的、在盘算上应该尽可能是简朴的、可以顺应网络中的转变、稳固的公正的。
自治系统AS：
指处于一个治理机构下的网络装备群，AS内部网络自治治理，对外提供一个或多个收支口，其中自治系统内部的路由协议为内部网关协议，如RIP、OSPF等；自治系统外部的路由协议为外部网关协议，如BGP。
静态路由：
人工设置，难度和重漂后高；
动态路由：
链路状态路由选择算法LS：向所有隔邻路由发送信息收敛快；全局式路由选择算法，每个路由器盘算路由时，需构建整个网络拓扑图；使用Dijkstra算法求源端到目的端网络的最短路径；Dijkstra(迪杰斯特拉)算法
距离-向量路由选择算法DV：向所有隔邻路由发送信息收敛慢、会保存回路；基础是Bellman-Ford方程（简称B-F方程）；
08 内部网关路由协议之RIP协议
路由信息协议 RIP(Routing Information Protocol)【应用层】，基于距离-向量的路由选择算法，较小的AS（自治系统），适合小型网络；RIP报文，封装进UDP数据报。
RIP协议特征：
RIP在怀抱路径时接纳的是跳数（每个路由器维护自身到其他每个路由器的距离纪录）；
RIP的用度界说在源路由器和目的子网之间；
RIP被限制的网络直径不凌驾15跳；
和隔邻交流所有的信息，30自动一次（广播）。
09 内部网关路由协议之OSPF协议
开放最短路径优先协议 OSPF(Open Shortest Path First)【网络层】，基于链路状态的路由选择算法（即Dijkstra算法），较大规模的AS ，适合大型网络，直接封装在IP数据报传输。
OSPF协议优点：
清静；
支持多条相同用度路径；
支持区别化用度怀抱；
支持单播路由和多播路由；
分层路由。
RIP与OSPF的比照（路由算法决议其性子）：
10 外部网关路由协议之BGP协议
BGP（Border Gateway Protocol）边际网关协议【应用层】：是运行在AS之间的一种协议,寻找一条好路由：首次交流所有信息，以后只交流转变的部分,BGP封装进TCP报文段。
05
传输层
第一个端到端，即主机到主机的条理。传输层认真将上层数据分段并提供端到端的、可靠的或不可靠的传输。
别的，传输层还要处置惩罚端到端的过失控制和流量控制问题。
传输层的使命是凭证通讯子网的特征，最佳的使用网络资源，为两个端系统的会话层之间，提供建设、维护和作废传输毗连的功效，认真端到端的可靠数据传输。
在这一层，信息传送的协议数据单位称为段或报文。
网络层只是凭证网络地点将源结点发出的数据包传送到目的结点，而传输层则认真将数据可靠地传送到响应的端口。
有关网络层的重点：
传输层认真将上层数据分段并提供端到端的、可靠的或不可靠的传输以及端到端的过失控制和流量控制问题；
包括的主要协议：TCP协议（Transmission Control Protocol，传输控制协议）、UDP协议（User Datagram Protocol，用户数据报协议）；
主要装备：网关。
01 UDP协议详解
UDP(User Datagram Protocol: 用户数据报协议)，是一个很是简朴的协议。
UDP协议的特点：
UDP是无毗连协议；
UDP不可包管可靠的交付数据；
UDP是面向报文传输的；
UDP没有拥塞控制；
UDP首部开销很小。
UDP数据报结构：
首部:8B，四字段/2B【源端口 | 目的端口 | UDP长度 | 校验和】 数据字段：应用数据
02 TCP协议详解
TCP(Transmission Control Protocol: 传输控制协议)，是盘算机网络中很是重大的一个协议。
TCP协议的功效：
对应用层报文举行分段和重组；
面向应用层实现复用与剖析；
实现端到端的流量控制；
拥塞控制；
传输层寻址；
对收到的报文举行过失检测（首部和数据部分都检错）；
实现历程间的端到端可靠数据传输控制。
TCP协议的特点：
TCP是面向毗连的协议；
TCP是面向字节约的协议；
TCP的一个毗连有两头，即点对点通讯；
TCP提供可靠的传输服务；
TCP协议提供全双工通讯（每条TCP毗连只能一对一）；
TCP报文段结构：
最大报文段长度：报文段中封装的应用层数据的最大长度。
TCP首部：
序号字段：TCP的序号是对每个应用层数据的每个字节举行编号
确认序号字段：期望从对方吸收数据的字节序号，即该序号对应的字节尚未收到。用ack_seq标识；
TCP段的首部长度最短是20B ，最长为60字节。可是长度必需为4B的整数倍
TCP标记的作用：
03 可靠传输的基来源理
基来源理：
不可靠传输信道在数据传输中可能爆发的情形：比特过失、乱序、重传、丧失
基于不可靠信道实现可靠数据传输接纳的步伐
过失检测：使用编码实现数据包传输历程中的比特过失检测
确认：吸收偏向发送方反响吸收状态
重传：发送方重新发送吸收方没有准确吸收的数据
序号：确保数据顺次提交
计时器：解决数据丧失问题
阻止期待协议：是最简朴的可靠传输协议，可是该协议对信道的使用率不高。
一连ARQ(Automatic Repeat reQuest：自动重传请求)协议：滑动窗口+累计确认，大幅提高了信道的使用率。
5.3.1TCP协议的可靠传输
基于一连ARQ协议，在某些情形下，重传的效率并不高，会重复传输部分已经乐成吸收的字节。
TCP协议的流量控制
流量控制：让发送方发送速率不要太快，TCP协议使用滑动窗口实现流量控制。
04 TCP协议的拥塞控制
拥塞控制与流量控制的区别：
流量控制思量点对点的通讯量的控制，而拥塞控制思量整个网络，是全局性的思量。拥塞控制的要领：慢启动算法+拥塞阻止算法。
慢最先和拥塞阻止：
【慢最先】拥塞窗口从1指数增添；
抵达阈值时进入【拥塞阻止】，酿成+1增添；
【超时】，阈值变为目今cwnd的一半（不可<2）；
再从【慢最先】，拥塞窗口从1指数增添。
快重传和快恢复：
发送方一连收到3个冗余ACK，执行【快重传】，不必等计时器超时；
执行【快恢复】，阈值变为目今cwnd的一半（不可<2），并以后新的ssthresh点进入【拥塞阻止】。
05 TCP毗连的三次握手（主要）
TCP三次握手使用指令：
面试�？停何裁葱枰挝帐�？
第一次握手：客户发送请求，此时服务器知道客户能发；
第二次握手：服务器发送确认，此时客户知道服务器能发能收；
第三次握手：客户发送确认，此时服务器知道客户能收。
建设毗连（三次握手）：
第一次：客户向服务器发送毗连请求段，建设毗连请求控制段（SYN=1），体现传输的报文段的第一个数据字节的序列号是x，此序列号代表整个报文段的序号（seq=x）；客户端进入 SYN_SEND （同步发送状态）；
第二次：服务器发回确认报文段，赞成建设新毗连简直认段（SYN=1），确认序号字段有用（ACK=1），服务器告诉客户端报文段序号是y（seq=y），体现服务器已经收到客户端序号为x的报文段，准备接受客户端序列号为x+1的报文段（ack_seq=x+1）；服务器由LISTEN进入SYN_RCVD （同步收到状态）;
第三次：客户对服务器的统一毗连举行确认.确认序号字段有用(ACK=1),客户此次的报文段的序列号是x+1(seq=x+1),客户期望接受服务器序列号为y+1的报文段(ack_seq=y+1);当客户发送ack时，客户端进入ESTABLISHED 状态;当服务收到客户发送的ack后，也进入ESTABLISHED状态;第三次握手可携带数据
06 TCP毗连的四次挥手（主要）
释放毗连（四次挥手）
第一次：客户向服务器发送释放毗连报文段，发送端数据发送完毕，请求释放毗连（FIN=1），传输的第一个数据字节的序号是x（seq=x）；客户端状态由ESTABLISHED进入FIN_WAIT_1（终止期待1状态）；
第二次：服务器向客户发送确认段，确认字号段有用（ACK=1），服务器传输的数据序号是y（seq=y），服务器期望吸收客户数据序号为x+1（ack_seq=x+1）;服务器状态由ESTABLISHED进入CLOSE_WAIT（关闭期待）；客户端收到ACK段后，由FIN_WAIT_1进入FIN_WAIT_2；
第三次：服务器向客户发送释放毗连报文段，请求释放毗连（FIN=1），确认字号段有用（ACK=1），体现服务器期望吸收客户数据序号为x+1（ack_seq=x+1）;体现自己传输的第一个字节序号是y+1（seq=y+1）；服务器状态由CLOSE_WAIT 进入 LAST_ACK （最后确认状态）；
第四次：客户向服务器发送确认段，确认字号段有用（ACK=1），体现客户传输的数据序号是x+1（seq=x+1），体现客户期望吸收服务器数据序号为y+1+1（ack_seq=y+1+1）；客户端状态由FIN_WAIT_2进入TIME_WAIT，期待2MSL时间，进入CLOSED状态；服务器在收到最后一次ACK后，由LAST_ACK进入CLOSED
为什么需要期待2MSL?
最后一个报文没有确认；
确保发送方的ACK可以抵达吸收方；
2MSL时间内没有收到，则吸收方会重发；
确保目今毗连的所有报文都已经逾期。
06
应用层
为操作系统或网络应用程序提供会见网络服务的接口。应用层重点：
数据传输基本单位为报文；
包括的主要协议：FTP（文件传送协议）、Telnet（远程登录协议）、DNS（域名剖析协议）、SMTP（邮件传送协议），POP3协议（邮局协议），HTTP协议（Hyper Text Transfer Protocol）。
01 DNS详解
DNS（Domain Name System:域名系统）【C/S，UDP，端口53】：解决IP地点重大难以影象的问题,存储并完成自己所统领规模内主机的 域名 到 IP 地点的映射。
域名剖析的顺序：
浏览器缓存，
找本机的hosts文件，
路由缓存，
找DNS服务器（外地区名、顶级域名、根域名）->迭代剖析、递归盘问。
IP—>DNS服务—>便于影象的域名
域名由点、字母和数字组成，分为顶级域（com，cn，net，gov，org）、二级域（baidu,taobao,qq,alibaba）、三级域（www）(12-2-0852)
02 DHCP协议详解
DHCP（Dynamic Configuration Protocol:动态主机设置协议）：是一个局域网协议，是应用UDP协议的应用层协议。作用：为暂时接入局域网的用户自动分派IP地点。
03 HTTP协议详解
文件传输协议（FTP）：控制毗连（端口21）：传输控制信息（毗连、传输请求），以7位ASCII码的名堂。整个会话时代一直翻开。
HTTP（HyperText Transfer Protocol:超文本传输协议）【TCP，端口80】：是可靠的数据传输协议，浏览器向服务器发收报文前，先建设TCP毗连，HTTP使用TCP毗连方法（HTTP自身无毗连）。
HTTP请求报文方法：
GET：请求指定的页面信息，并返回实体主体；
POST：向指定资源提交数据举行处置惩罚请求；
DELETE：请求服务器删除指定的页面；
HEAD：请求读取URL标识的信息的首部，只返回报文头；
OPETION：请求一些选项的信息；
PUT：在指明的URL下存储一个文档。
（1）HTTP事情的结构
（2） HTTPS协议详解
HTTPS(Secure)是清静的HTTP协议，端口号443�；贖TTP协议，通过SSL或TLS提供加密处置惩罚数据、验证对方身份以及数据完整性�；�。
鄂公网安备 42011102001041号
