网络技术| 说说计算机网络及IP地址 -- 网络基础& 跳线制作& IP地址配置

计算机网络

概念：
计算机网络就是将分布在不同地理位置上的具有独立工作能力的计算机、终端及其附属设备用通信设备和通信线路连接起来，并配置网络软件，以实现计算机资源共享的系统。
功能：

• 数据通信；
• 资源共享；
• 数据处理；
• 均衡负载

基本要素：
网络中的某个独立的计算机之间要能相互通信，必须定制相互可确认的规范标准或协议。

计算机网络的分类

可从以下几个不同的角度对计算机网络进行分类。

1. 按网络履盖的范围不同可分为:
   局域网，城域网，广域网。

局域网（LAN）：是指将有限范围内的各种计算机、终端和外部设备互联在一起的网络系统。局域网地理范围一般在几百米到十几公里之间，适用于一个建筑物（办公楼）或相邻的大楼内，属于一个部门或者单位组建的专用网络，如公司或高校的校园内部网络。局域网内传输速率较高，误码率低，结构简单容易实现。
城域网（MAN）：城市地区的网络简称为城域网。城域网是介于局域网和广域网之间的一种高速网络。 城域网是一种大型的局域网，因此使用类似于局域网的技术，它可能覆盖一个城市。传输速率通常在10Mbps以上，作用距离在10到50公里之间。
广域网（WAN）：广域网也称远程网，作用范围通常为几十到几千千米，它的通信传输装置和媒体一般由电信部门提供。

2. 按网络传输技术可分为:
   广播式网络和点对点网络。
3. 按传输介质可分为:
   有线网络和无线网络。
4. 按企业管理可分为:
   内连网，外连网，因特网。
5. 按网络拓朴结构可分为:
   星型网络，树型网络，总线型网络，环型网络，网状型网络。
6. 按使用范围可分为:
   公用网络，私有网络。
7. 按有无服务器可分为:
   对等网，基于服务器的网络。
   

计算机网络的硬件组成

• 网络中的计算机
• 网络接口卡即网卡
• 无线中继器
• 交换机
• 路由器
• 传输介质及连接器件

OSI参考模型

国际标准化组织（ISO）在1978年提出了开放系统互连参考模型（OSI：Open System Interconnection Reference Mode），该模型是设计和描述网络通信的基本框架。生产厂商根据OSI模型的标准设计自己的产品。OSI描述了网络硬件和软件如何以层的方式协同工作进行网络通信。

各层数据名称:

数据流向

数据是怎样从一台计算机传到另一台计算机的呢？
看下图：

数据封装

数据封装是指网络结点将要传送的数据用特定的协议头打包,有时候也可能加上尾部.

TCP/IP网络模型

TCP/IP网络模型各层功能：

• 网络接口层：是TCP/IP模型的最低层，负责接收从网络层交来的IP数据报并将IP数据报通过底层物理网络发送出去，或者从底层物理网络上接收物理帧，抽出IP数据报，交给网络层。
  网络层负责独立地将分组从源主机送往目的主机，涉及为分组提供最佳路径的选择和交换功能，并使这一过程与它们所经过的路径和网络无关。
• 传输层的作用是在源结点和目的结点的两个对等实体间提供可靠的端到端的数据通信。为保证数据传输的可靠性，传输层协议也提供了确认、差错控制和流量控制等机制。传输层从应用层接收数据，并且在必要的时候把它分成较小的单元，传递给网络层，并确保到达对方的各段信息正确无误。
• 应用层涉及为用户提供网络应用，并为这些应用提供网络支撑服务，把用户的数据发送到低层，为应用程序提供网络接口。
  TCP/IP各层主要协议：
  

数据封装

数据封装:

数据解封装

数据解封装：

物理层

概念：

物理层是OSI模型的最低层，它向下直接与传输介质相连接，是开放系统和物理传输介质的接口，向上相邻且服务于数据链路层。是整个开放系统的基础，它是惟一直接提供原始比特流传输的层。
数据终端设备又称DTE，指数据输入、输出设备和传输控制器或计算机等数据处理装置及其通信控制器。数据电路端接设备又称DCE，指自动呼叫设备、调制解调器以及其他一些中间装置的集合。DTE的基本功能是产生、处理数据；DCE的基本功能是沿传输介质发送和接收数据。

网络中的传输介质

IP地址基础知识

每台直接连接到Internet上的计算机、路由器都必须有一个唯一的IP地址。IP地址是Internet赖以工作的基础。

IP地址的结构

IP地址的表示

IP地址长度为二进制32位，每8位为一组，共4组，每组用“.”隔开，但书写时为了方便，都用十进制写出,每组的取值范围为0-255.
如B类地址： 10000001.00001000.00000001.00011111 书写成： 129.8.1.31

IP地址的分类

• A类地址：主要用于拥有大量主机的网络编址。
• B类地址：主要用于中等规模的网络编址。
• C类地址：主要用于小型局域网编址。
• D类地址：提供网络组播服务或作为网络测试之用。
• E类地址：它是一个实验地址，保留给未来扩充使用。
  
  解析:

1. A 类地址的网络号字段 net-id 为 1 字节;
2. A 类地址的主机号字段 host-id 为 3 字节
3. B 类地址的网络号字段 net-id 为 2 字节
4. B 类地址的主机号字段 host-id 为 2 字节
5. C 类地址的网络号字段 net-id 为 3 字节
6. C 类地址的主机号字段 host-id 为 1 字节
7. D 类地址是多播地址
8. E 类地址保留为今后使用

IP地址编码方案

IP地址编码方案如下表:

注意:网络标识不能出现全0或全1状态；主机标识不能出现全0或全1状态。

子网掩码

什么是子网掩码?

子网掩码（英文：subnet mask）又称“网络掩码”、“地址掩码”，它是一种用来指明一个IP地址的哪些位标识的是主机所在的网络地址与主机地址的位掩码。
子网掩码和IP地址的表示方法是相同的，在IPv4中是点分十进制四组表示法或表示为一个八位十六进制数。子网掩码的好处是不管网络有没有划分子网，只要把子网掩码和IP地址进行逐位的“与”运算（AND）即得出网络地址来。

作用:
IP划分成网络地址和主机地址

特殊用途的地址

特殊用途的地址如下表:

私有IP地址

• 10.0.0.1～10.255.255.254 (A类)
• 172.17.0.1～172.31.255.254 (B类)
• 192.168.0.1～192.168.255.254 (C类)

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