计算机网络必备知识，非常全面！
一、概述
網絡
網絡把主機連接起來，而互聯網是把多種不同的網絡連接起來，因此互聯網是網絡的網絡。
ISP
互聯網服務提供商 ISP 可以從互聯網管理機構獲得許多 IP 地址，同時擁有通信線路以及路由器等聯網設備，個人或機構向 ISP 繳納一定的費用就可以接入互聯網。
目前的互聯網是一種多層次 ISP 結構，ISP 根據覆蓋面積的大小分為第一層 ISP、區域 ISP 和接入 ISP。互聯網交換點 IXP 允許兩個 ISP 直接相連而不用經過第三個 ISP。
計算機網絡體系結構
二、物理層
通信方式
根據信息在傳輸線上的傳送方向，分為以下三種通信方式：
單工通信：單向傳輸
半雙工通信：雙向交替傳輸
全雙工通信：雙向同時傳輸
帶通調制
模擬信號是連續的信號，數字信號是離散的信號。帶通調制把數字信號轉換為模擬信號。
三、數據鏈路層
基本問題
1.?封裝成幀
將網絡層傳下來的分組添加首部和尾部，用于標記幀的開始和結束。
2.?透明傳輸
透明表示一個實際存在的事物看起來好像不存在一樣。
幀使用首部和尾部進行定界，如果幀的數據部分含有和首部尾部相同的內容，那么幀的開始和結束位置就會被錯誤的判定。需要在數據部分出現首部尾部相同的內容前面插入轉義字符。如果數據部分出現轉義字符，那么就在轉義字符前面再加個轉義字符。在接收端進行處理之后可以還原出原始數據。這個過程透明傳輸的內容是轉義字符，用戶察覺不到轉義字符的存在。
3.?差錯檢測
目前數據鏈路層廣泛使用了循環冗余檢驗（CRC）來檢查比特差錯。
MAC?地址
MAC 地址是鏈路層地址，長度為 6 字節（48 位），用于唯一標識網絡適配器（網卡）。
一臺主機擁有多少個網絡適配器就有多少個 MAC 地址。例如筆記本電腦普遍存在無線網絡適配器和有線網絡適配器，因此就有兩個 MAC 地址。
局域網
局域網是一種典型的廣播信道，主要特點是網絡為一個單位所擁有，且地理范圍和站點數目均有限。
主要有以太網、令牌環網、FDDI 和 ATM 等局域網技術，目前以太網占領著有線局域網市場。
可以按照網絡拓撲結構對局域網進行分類：
以太網
以太網是一種星型拓撲結構局域網。
交換機
交換機具有自學習能力，學習的是交換表的內容，交換表中存儲著 MAC 地址到接口的映射。
正是由于這種自學習能力，因此交換機是一種即插即用設備，不需要網絡管理員手動配置交換表內容。
四、網絡層
概述
因為網絡層是整個互聯網的核心，因此應當讓網絡層盡可能簡單。網絡層向上只提供簡單靈活的、無連接的、盡最大努力交互的數據報服務。
使用 IP 協議，可以把異構的物理網絡連接起來，使得在網絡層看起來好像是一個統一的網絡。
與 IP 協議配套使用的還有三個協議：
地址解析協議 ARP（Address Resolution Protocol）
網際控制報文協議 ICMP（Internet Control Message Protocol）
網際組管理協議 IGMP（Internet Group Management Protocol）
IP?數據報格式
版本?: 有 4（IPv4）和 6（IPv6）兩個值；
首部長度?: 占 4 位，因此最大值為 15。值為 1 表示的是 1 個 32 位字的長度，也就是 4 字節。因為首部固定長度為 20 字節，因此該值最小為 5。如果可選字段的長度不是 4 字節的整數倍，就用尾部的填充部分來填充。
區分服務?: 用來獲得更好的服務，一般情況下不使用。
總長度?: 包括首部長度和數據部分長度。
生存時間?：TTL，它的存在是為了防止無法交付的數據報在互聯網中不斷兜圈子。以路由器跳數為單位，當 TTL 為 0 時就丟棄數據報。
協議?：指出攜帶的數據應該上交給哪個協議進行處理，例如 ICMP、TCP、UDP 等。
首部檢驗和?：因為數據報每經過一個路由器，都要重新計算檢驗和，因此檢驗和不包含數據部分可以減少計算的工作量。
標識?: 在數據報長度過長從而發生分片的情況下，相同數據報的不同分片具有相同的標識符。
片偏移?: 和標識符一起，用于發生分片的情況。片偏移的單位為 8 字節。
IP 地址編址方式
IP 地址的編址方式經歷了三個歷史階段：分類、子網劃分、無分類
1.?分類
由兩部分組成，網絡號和主機號，其中不同分類具有不同的網絡號長度，并且是固定的。
IP 地址 ::= {< 網絡號 >, < 主機號 >}
2.?子網劃分
通過在主機號字段中拿一部分作為子網號，把兩級 IP 地址劃分為三級 IP 地址。
IP 地址 ::= {< 網絡號 >, < 子網號 >, < 主機號 >}
要使用子網，必須配置子網掩碼。一個 B 類地址的默認子網掩碼為 255.255.0.0，如果 B 類地址的子網占兩個比特，那么子網掩碼為 11111111 11111111 11000000 00000000，也就是 255.255.192.0。
注意，外部網絡看不到子網的存在。
3.?無分類
無分類編址 CIDR 消除了傳統 A 類、B 類和 C 類地址以及劃分子網的概念，使用網絡前綴和主機號來對 IP 地址進行編碼，網絡前綴的長度可以根據需要變化。
IP 地址 ::= {< 網絡前綴號 >, < 主機號 >}
CIDR 的記法上采用在 IP 地址后面加上網絡前綴長度的方法，例如 128.14.35.7/20 表示前 20 位為網絡前綴。
CIDR 的地址掩碼可以繼續稱為子網掩碼，子網掩碼首 1 長度為網絡前綴的長度。
一個 CIDR 地址塊中有很多地址，一個 CIDR 表示的網絡就可以表示原來的很多個網絡，并且在路由表中只需要一個路由就可以代替原來的多個路由，減少了路由表項的數量。把這種通過使用網絡前綴來減少路由表項的方式稱為路由聚合，也稱為?構成超網?。
在路由表中的項目由“網絡前綴”和“下一跳地址”組成，在查找時可能會得到不止一個匹配結果，應當采用最長前綴匹配來確定應該匹配哪一個。
地址解析協議?ARP
網絡層實現主機之間的通信，而鏈路層實現具體每段鏈路之間的通信。因此在通信過程中，IP 數據報的源地址和目的地址始終不變，而 MAC 地址隨著鏈路的改變而改變。
ARP 實現由 IP 地址得到 MAC 地址。
每個主機都有一個 ARP 高速緩存，里面有本局域網上的各主機和路由器的 IP 地址到 MAC 地址的映射表。
如果主機 A 知道主機 B 的 IP 地址，但是 ARP 高速緩存中沒有該 IP 地址到 MAC 地址的映射，此時主機 A 通過廣播的方式發送 ARP 請求分組，主機 B 收到該請求后會發送 ARP 響應分組給主機 A 告知其 MAC 地址，隨后主機 A 向其高速緩存中寫入主機 B 的 IP 地址到 MAC 地址的映射。
IT技術分享社區
個人博客網站：https://programmerblog.xyz
文章推薦程序員效率：畫流程圖常用的工具程序員效率：整理常用的在線筆記軟件遠程辦公：常用的遠程協助軟件，你都知道嗎？51單片機程序下載、ISP及串口基礎知識硬件：斷路器、接觸器、繼電器基礎知識
總結
以上是生活随笔為你收集整理的计算机网络必备知识，非常全面！的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
- 上一篇： Adobe flash cs4的一个序列
- 下一篇： 判断一个java对象中的属性是否都未赋值