名词解释

  • 局域网

小范围的网络，可以是家庭、学校、公司、政府部门内部的网络，通常提到的私网、内网，一般是局域网。

  • 广域网

大范围的网络，跨接很大的物理范围，能连接多个城市或国家，或横跨几个洲并能提供远距离通信，形成国际性的远程网络。通常提到的公网、外网一般指的是广域网。

来自广域网对局域网内电脑的连接请求，路由器或网关在绝大多数情况下都会进行拦截。广域网与局域网交换数据要通过路由器或网关的NAT（网络地址转换）进行。

  • Mbit与MByte

100Mbit/s 网络带宽相当于12.5MByte/s速度，出去30-40%的协议首部开销，实际用户数据可达到的最高速率为7-8MByte/s。

CS-Notes

🔗计算机网络

TCP

📖TCP/IP路由技术 P31

无连接服务之上，TCP 使用了3种基础的机制实现了面向连接的服务

  • 使用序列号对数据包进行标记，以便 TCP 接受服务在向目的应用传递数据之前修正错序的数据包排序

  • TCP 使用确认，校验和定时器系统提供可靠性。当接受者按照顺序识别出数据包未能到达或者错误时，接受者将通知发送者，或者接受者在特定时间内没有发送确认消息，那么发送者就会认为在发送结束后数据包没有到达接受方。在这两种情况下，发送者都会考虑重传数据包。

  • TCP 使用窗口机制调整数据包的流量；窗口机制可以减少因接收方缓冲区满而造成丢失数据包的可能性。

VLAN

VLAN是指的LAN是广播域，即广播帧，目标MAC地址全部为1。

在基于以太网的通信中，必须在数据帧中指定目标MAC地址才能正常通信。因此发送端必须先广播“ARP请求信息”来尝试获取目标计算机的MAC地址。

洪泛：交换机收到广播帧（ARP请求）之后，会将它转发给交换机接收端口之外的其他所有端口，这个过程称之为洪泛（Flooding）。转发过程中下一个交换机收到广播帧也会洪泛。这会浪费带宽，增加CPU和内存负担。

为有效避免洪泛，在设计LAN时，需要有效划分广播域，用于在二层交换机上划分广播域的技术，就是VLAN。

通过对交换机的端口进行分组，VLAN将一个物理的LAN在逻辑上划分为多个广播域（多个VLAN），VLAN内的主机间可以直接通信（交换机只将广播帧转发给与接收端口分在同一组的其他端口）。如果未做其他处理的话，VLAN间是无法通信的。

VLAN划分种类：分为基于端口的静态VLAN，基于IP地址（基于子网）的动态VLAN。基于MAC地址、基于用户的作为辅助性配置使用。

基于端口的静态VLAN最常用。简单、有效，但是用户从一个端口移动到另一个端口时，管理员必须对VLAN成员重新配置。

基于IP的VLAN，通过端口所连计算机的IP地址来决定端口所属VLAN。即使计算机改变了所连接的端口，交换机通过IP地址能正确指定端口所属的VLAN。一般路由器和三层交换机都使用基于IP地址的方法划分VLAN。

IPv4

📖TCP/IP 路由技术 P14

  • A 类地址

用于大型网络。第1个八位组是网络号，后三个八位组是主机号。每个网络地址的主机号可以提供的主机数量为2^24 或 16 777 216。

十进制范围 1 ～ 126

  • B 类地址

用于中型网络。前2个八位组表示网络号，后2个八位组表示主机号。网络号和主机号的数量均为2^16

或65 536个。

十进制范围 128 ～ 191

  • C 类地址

对应于 A 类 IP 地址。前三个八位组表示网络号，最后一个八位组表示主机号。

十进制范围 192 ～ 223

地址掩码

📖TCP/IP 路由技术 P15

表示整个数据链路的地址——非特指某台主机的网络地址，可以用IP地址的网络部分来表示，其中主机位全部为0。

每一台设备和接口都将被分配一个唯一的，主机号明确的地址，例如 172.21.35.17。 如果需要知道自身的地址，还需要能够确定能够确定它所属的网络，就需要地址掩码来完成。地址掩码是一个32位的字符串，与IPv4的每一位相对应。

子网和子网掩码

📖TCP/IP 路由技术 P16

子网划分及子网掩码计算方法

  • 子网掩码的概述及作用

  1. 子网掩码是一个应用于TCP/IP网络的32位二进制值，每节8位，必须结合IP地址对应使用。

  2. 子网掩码32位都与IP地址32位对应，如果某位是网络地址，则子网掩码为1，否则为0。

  3. 子网掩码可以通过与IP地址“与”计算，分离出IP地址中的网络地址和主机地址，用于判断该IP地址是在局域网上，还是在广域网上。

  4. 子网掩码一般用于将网络进一步划分为若干子网，以避免主机过多而拥堵或过少而IP浪费。

  • 为什么要要划分子网？

例如：在A类IP地址中，每个A类网络可能有16，777，214台主机，它们处于同一广播域。在同一广播域中有这么多主机是不可能的，网络会因为广播通信而饱和。另一方面，IP地址资源越来越少。为实现更小的广播域，就需要进一步分成更小的网络。划分子网后，通过使用掩码，把子网隐藏起来，使得从外部看网络没有变化，这就是子网掩码。

子网划分

ARP协议

📖TCP/IP 路由技术 P22

图解ARP协议

静态路由

路由表

📖TCP/IP 路由技术 P22

  • 目标地址

  • 指向目标的指针

数据包到达路由器接口时，会检查数据帧目标地址字段中的数据链路标识。如果它包含了路由器接口标识符或广播标识符，那么路由器会从帧中剥离出数据包并传递给网络层。在网络层，路由器将检查数据包的目标地址。如果目标地址是路由器接口的IP地址或是所有主机的广播地址，那么需要进一步检查数据包的协议字段，然后再把被封装的数据发送给适当的内部进程。

除此之外，所有其他目标地址都需要进行路由选择。

配置静态路由

路由表可以由👇三种方式之一获取信息

  • 基于路由器的直连子网

  • 以静态路由表项的方式手工输入信息

  • 通过某种自动信息发现和共享系统（动态路由选择协议）自动获取信息