2019-07-18 21:00:25 by冲冲
把网络中的计算机和通信设备抽象为一个点，把传输介质抽象为一条线，由点和线组成的几何图形就是计算机网络的拓扑结构(Network Topology)。
网络拓扑结构的本质是，用传输介质互连各种设备的物理布局。
（1）术语
① 节点。一个“节点”是指一个网络端口。节点划分为“转节点”和“访问节点”两类。“转节点”的作用是支持网络的连接，它通过通信线路转接和传递信息，如交换机、网关、路由器、防火墙设备的各个网络端口等。“访问节点”是信息交换的源点和目标点，通常是用户计算机上的网卡接口。如我们在设计一个网络系统时，通常所说的共有××个节点，其实就是在网络中有多个要配置IP地址的网络端口。
② 结点。一个“结点”是指一台网络设备。
③ 链路。“链路”是两个节点间的线路。
④ 通路。“通路”从发出信息的节点到接收信息的节点之间的一串节点和链路的组合。“通路”与“链路”的区别在于一条“通路”中可能包括多条“链路”。
（2）分类
| 类型 | 优点 | 缺点 | 结构 |
| 总线拓扑 |
易于扩展 线路利用率高 布线简单费用低 |
总线是全网的瓶颈 可靠性不高 维护困难 传输效率低 |
 |
| 环型拓扑 |
令牌控制，没有线路竞争 实时性强 传输控制容易 |
维护困难 可靠性不高 |
 |
| 星型拓扑 |
易于扩展 可靠性高 方便管理 传输效率高 |
线路利用率低 中心节点是全网的瓶颈 |
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| 网状拓扑 |
可靠性高 易于扩充 组网灵活 |
费用高 结构复杂 维护困难 |
 |
| 树型拓扑 |
易于扩展 成本低 管理较方便 故障隔离较容易 |
根节点是全网的瓶颈 |  |
| 蜂窝拓扑 | |||
| 混合拓扑 |
易于拓展 安装方便 故障诊断和隔离较为方便 |
建设成本比较高 中心节点是全网的瓶颈 |
 |
OSI（Open System Interconnect），开放式系统互联。 通常称为OSI参考模型，它是ISO（国际标准化组织）组织在1985年研究创建的网络互连模型，用于统一网络规范。
| 类型 | 作用 | 类比 |
|---|---|---|
| 应用层 | 为应用提供网络跟身份验证 | 创建业务文件 |
| 表示层 | 确保接收可读 | 转译和加密文件 |
| 会话层 | 建立、管理应用程序之间的对话 | 标注文件的投递地址 |
| 传输层 | 数据传输，使用TCP、UDP协议 | 投递文件 |
| 网络层 | 使用IP识别、网关 | 标注投递路线的各个中转站IP |
| 数据链路层 | 使用MAC地址，交换机、VALN | 拆解文件，以帧单位分组投递 |
| 物理层 | 定义规范、标准各种网线设备接口 | 投递所使用到的硬件工具 |
OSI通信特点：对等通信。源端OSI模型的每一层，与目的端的对等层进行通信，能确保数据分组从源端传送到目的端。每一层都使用自己本层的协议进行通信。
| 类型 | 作用 |
|---|---|
| 应用层 | 为应用提供网络跟身份验证 |
| 传输层 | 数据传输，使用TCP、UDP协议 |
| 网络层 | 使用IP识别、网关 |
| 数据链路层 | 使用MAC地址，交换机、VALN |
| 物理层 | 定义规范、标准各种网线设备接口 |
注：
1、TCP/IP模型的应用层 相等于是 OSI模型中应用层、表示层、会话层 的三层功能。
2、数据链路层与物理层又合称网络访问层。
3、在每一层都工作着不同的设备。
4、在每一层实现的协议各不同，即每一层的服务不同.。
（1）概念
① MAC地址：物理地址（48位），每台机器出厂时规定的唯一地址。如果根据物理地址来判断某台主机，数据将十分庞大且不利于管理。
② IP地址：逻辑地址 （32位）， IP 地址给每个连接在因特网上的主机（或路由器）分配一个在全世界范围是唯一的 32 位的标识符。IP地址可以由用户根据规定进行更改和设置。
（2）格式
每一类IP地址都由两个固定长度的字段组成，IP地址通常用点分十进制的方式来表示。
① 网络号 net-id：它标志主机（或路由器）所连接到的网络。
② 主机号 host-id：它标志该主机（或路由器）。
注：
1、网络号的前位是类别位，分别是0、10、110。凭借类别号能判断网络类别。
2、32位的总长度，由于A、B、C 三类网络号的长度不同，导致ABC 类地址的主机号字段的字节数分别为3、2、1（一个字节8位）。
私有IP范围：
|
类 |
私有IP地址范围 |
|
A |
10.0.0.0~10.255.255.255 |
|
B |
172.16.0.0~172.31.255.255 |
|
C |
192.168.0.0~192.168.255.255 |
公有IP范围：
|
类 |
公有IP地址范围 |
|
A |
1.0.0.0~9.255.255.255和11.0.0.0~127.255.255.255 |
|
B |
128.0.0.0~172.15.255.255和172.32.0.0~191.255.255.255 |
|
C |
192.0.0.0~192.167.255.255和192.169.0.0~223.255.255.255 |
27.0.0.0~127.255.255.255为环回地址
IP地址的ABC三段，由子网掩码区分
DHCP
DHCP技术：动态分配IP的技术，由DHCP服务器分配。
防范DHCP攻击的方法：设置唯一端口。
具体步骤：
1、客户端向DHCP服务器发送广播请求；
2、DHCP服务器广播回复客户端；
3、客户端向DHCP服务器单独发送请求；
4、DHCP服务器为客户端发送分配的IP。
DNS
DNS为域名解析系统。用户将一个域名发送至DNS服务器，由DNS服务器解析这个域名，得到相应的IP地址，发送到客户端，客户再由IP地址访问网站。
TCP
TCP协议是一种可靠地面向连接的有排序的准确的传输协议。其经过三次握手确定传输，比较可靠。
TCP/IP应用层
应用层协议主要包括如下几个:FTP、TELNET、DNS、SMTP、RIP、NFS、HTTP。
FTP(File Transfer Protocol)是文件传输协议，一般上传下载用FTP服务，数据端口是20H，控制端口是21H。
Telnet服务是用户远程登录服务，使用23H端口，使用明码传送，保密性差、简单方便。
DNS(Domain Name Service)是域名解析服务，提供域名到IP地址之间的转换。
SMTP(Simple Mail Transfer Protocol)是简单邮件传输协议，用来控制信件的发送、中转。
RIP (Router Information Protocol)是路由信息协议，用于网络设备之间交换路由信息。
NFS (Network File System)是网络文件系统，用于网络中不同主机间的文件共享。
HTTP(Hypertext Transfer Protocol)是超文本传输协议，用于实现互联网中的WWW服务。###ARP
地址解析协议，即ARP(Address Resolution Protocol)，是根据IP地址获取物理地址的一个TCP/IP协议。主机发送信息时将包含目标IP地址的ARP请求广播到网络上的所有主机，并接收返回消息，以此确定目标的物理地址；收到返回消息后将该IP地址和物理地址存入本机ARP缓存中并保留一定时间，下次请求时直接查询ARP缓存以节约资源。ARP缓存中包含一个或多个表，它们用于存储IP地址及其经过解析的MAC地址。ARP命令用于查询本机ARP缓存中IP地址-->MAC地址的对应关系、添加或删除静态对应关系等。
需要注意的是，通过ARP，向目标主机发送数据包，第一个包因为寻找主机会丢失，后续包会传输成功
主机到主机的通信过程
主机A需要发送一个数据包到主机B，在整个传输流程中，源和目的IP地址是保持不变的（不考虑NAT），源和目的MAC地址是随着具体链路的变化而变化。以下分为两种情况讨论：
1、主机A和主机B不跨交换机
主机A在本机的路由表中查询匹配主机B的IP的网络号，如果能够查询到，说明主机B和主机A在同一网段（通常是在同一局域网内），则下一跳即为主机B。主机A在ARP缓存中查找主机B的MAC地址（如没有则先发送ARP广播），然后将数据包封装成帧发送至通信线路上。该帧的源MAC是主机A的MAC地址，目的MAC是主机B的MAC地址。
如果主机A和主机B是网线直连的，那么主机B直接收到主机A发来的帧。
2、主机A和主机B跨交换机
如果主机A和B是通过交换机相连的，交换机的某个端口收到主机A发来的帧，然后根据帧中的目的MAC地址在MAC地址表中查询对应的转发端口。如果找到了，直接从该端口转发出去；如果没找到，则在除了接收到数据包以外的所有端口进行转发（广播）。
参考：
https://www.cnblogs.com/qishui/p/5428938.html
https://blog.csdn.net/OUOll/article/details/88303448
原文：https://www.cnblogs.com/yadiel-cc/p/11216209.html