计算机网络二层三层概要

简介

本篇文章是笔者的分享计算机网络二层，三层知识的一个大纲

综述

1. 分层
2. 只要是在网络上跑的包，都是完整的。可以有下层没上层，绝对不可能有上层没下层。
3. 网络设备都可以处理网络包
4. 理解计算机网络中的概念，一个很好的角度是，想象网络包就是一段 Buffer，或者一块内存，是有格式的。同时，想象自己是一个处理网络包的程序，而且这个程序可以跑在电脑上，可以跑在服务器上，可以跑在交换机上，也可以跑在路由器上。你想象自己有很多的网口，从某个口拿进一个网络包来，用自己的程序处理一下，再从另一个网口发送出去。

数据链路层

MAC(媒体接入控制) + LLC(逻辑链路控制)

• 作用：在通过介质互连的设备之间进行数据处理。
• 单位：帧(Frame)
  • 实例 IP分片 ，理解包和帧的概念
• WIFI
• LoRa
  • 信道划分协议
    • 分多个车道。每个车一个车道，你走你的，我走我的
• 以太网
  • 随机接入协议
    • 不管三七二十一，有事儿先出门，发现特堵，就回去。错过高峰再出。
  • 100 米
• 网络设备
  1. 网卡
     • 安卓终端
     • PC
  2. 中继器
     • 特殊：集线器(Hub):多口中继器
  3. 光电转换器
  4. 光猫
  5. 网桥(Bridge) 2层设备 MAC
     • 无线AP(无线局域网接入点)
     • https://item.jd.com/50894146270.html
  6. 二层交换机 (Switch)
     • 数据包转发芯片
     • 识别MAC
     • 把数据包中的MAC层拿下来分辨
     • 先广播
     • 记下相应接口的数据包的MAC地址
     • 看一个网络包实例
     • 地址转发表 有一定的过期时间。
  7. 三层交换机 (Route)
     • 二层交换 + 三层转发
     • 什么是转发？一跳就是一次转发
       • MAC
       • IP
       • NAT网关 : 改变IP
       • 转发网关 : 不改变IP地址
     • 路由是网络层的概念
     • 静态路由实例 见下文
  8. 路由器(Router)

## 指定到哪个IP的数据包从哪个接口出去
## for ubuntu 16.04
ip route add 101.201.212.114/32 via 192.168.117.1 dev enx0c5b8f279a64
## 查看路由表
netstat -rn 

• 通信媒介

  • 同轴电缆
  • 光纤电缆

• MAC

  • Media Access Control
  • 介质访问控制
  • 48 bit
  • 识别同一个传输介质上的设备
  • 不同的传输介质，不同的MAC
  • 例如：以太网MAC 、WIFI MAC、蓝牙MAC

网络层

Internet Protocol

• 单位:包
• 地址分类
  • A
  • B
    • 一个B类IP地址是指，在IP地址的四段号码中，前两段号码为网络号码。如果用二进制表示IP地址的话，B类IP地址就由2字节的网络地址和2字节主机地址组成，网络地址的最高位必须是“10”。B类IP地址中网络的标识长度为16位，主机标识的长度为16位，B类网络地址适用于中等规模的网络，有16384个网络，每个网络所能容纳的计算机数为6万多台。
  • C
    • 192.168.0.1
    • 一个C类IP地址是指，在IP地址的四段号码中，前三段号码为网络号码，剩下的一段号码为本地计算机的号码。如果用二进制表示IP地址的话，C类IP地址就由3字节的网络地址和1字节主机地址组成，网络地址的最高位必须是“110”。C类IP地址中网络的标识长度为24位，主机标识的长度为8位，C类网络地址数量较多，有209万余个网络。适用于小规模的局域网络，每个网络最多只能包含254台计算机。
  • D
• ifconfig | grep net | grep -v net6
  • netmask
  • broadcast
  • MTU 最大传输单元
  • IP 分片

en0: flags=8963 mtu 1500ether 4c:32:75:99:a1:cd inet6 fe80::c2c:9e68:9ea8:1288%en0 prefixlen 64 secured scopeid 0x4 inet 192.168.1.106 netmask 0xffffff00 broadcast 192.168.1.255nd6 options=201media: autoselectstatus: active

• ARP
  • ARP是一种广播
  • 由于是一种广播 所以可以发起ARP 攻击
  • arp -a
  • 查看具体抓包情况
• ICMP
  • ping windwos linux 区别
  • wireshark 看例子

Request timeout for icmp_seq 4
Request timeout for icmp_seq 5
Request timeout for icmp_seq 6
Request timeout for icmp_seq 7
Request timeout for icmp_seq 8
Request timeout for icmp_seq 9
Request timeout for icmp_seq 10
Request timeout for icmp_seq 11
Request timeout for icmp_seq 12
Request timeout for icmp_seq 13

• DHCP

    - 初始请求 - 源地址： 0.0.0.0- 目标地址：255.255.255.255- renew- 源地址： your local IP- 目标地址：DHCP Server IP

• NAT 实际的例子

Network Address Translation

• A型网络规划
  • 光电转换器
  • 三层交换机 (vlan + trunk)
  • 二层交换机
  • 双网卡服务器
• B型网络规划
  • 双锥型 NAT
  • iptables
    • 内核
• 动态路由算法
  • 距离矢量路由
  • 链路状态路由
• 动态路由协议
  • OSPF（Open Shortest Path First，开放式最短路径优先）
  • 外网路由协议（Border Gateway Protocol，简称 BGP）。

传输层

• TCP 太复杂 专门一篇文章来记录
  • 超时重传
  • 乱序问题
  • 内核的TCP数据结构
  • TCP 连接的状态
  • DOS 攻击
• UDP
  • traceroute
    • 原理
    • TTL 逐渐增加
  • nmap
  • DHCP

应用层

• SIP
• HTTP
• MQTT
• DHCP
• RTMP

• LAN (Local Area Network)

局域网

• WAN (Wide Area Network)

广域网

• WLAN （Wireless LAN 无线局域网)
  • 802.11a 5 GHz Max 54 Mbps
  • 802.11b 2.4 GHz Max 11 Mbps
  • 802.11g 2.4 GHz Max 54 Mbps

参考

• 趣谈网络协议
• 图解TCP/IP
• TCP/IP 详解 卷一
• 明教教主教学视频

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