廣電寬帶網(wǎng)絡(luò)技術(shù)知識(shí)(提高篇)武軍

寬帶網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（中級(jí)篇）沈河區(qū)域一公司武軍ISO/OSI模型ISO（InternationalOrganizationforStandardization）國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織OSI(OpenSystemInterconnection)開(kāi)放式系統(tǒng)互聯(lián)參考模型OSI模型是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）為網(wǎng)絡(luò)通信制定的協(xié)議，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)通信的功能要求，它把通信過(guò)程分為七層，分別為物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、會(huì)話層、表示層、應(yīng)用層，每層都規(guī)定了完整的功能及相應(yīng)的協(xié)議。OSI參考模型（七層）CRC：循環(huán)冗余校驗(yàn)FCS：幀校驗(yàn)序列PDU：協(xié)議數(shù)據(jù)單元該層加入目的IP、端口號(hào)（如果使用TCP傳輸）該層加入源IP地址、報(bào)頭該層加入MAC地址、報(bào)頭、報(bào)尾TCP/IP參考模型（四層）數(shù)據(jù)段數(shù)據(jù)報(bào)/分組幀比特流PDUOSI模型協(xié)議OSI模型協(xié)議*DHCP(DynamicHostConfigurationProtocol，動(dòng)態(tài)主機(jī)配置協(xié)議)是一個(gè)局域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，使用UDP協(xié)議工作，主要有兩個(gè)用途：給內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)或網(wǎng)絡(luò)服務(wù)供應(yīng)商自動(dòng)分配IP地址，給用戶或者內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)管理員作為對(duì)所有計(jì)算機(jī)作中央管理的手段。*DNS（DomainNameSystem，域名系統(tǒng)），因特網(wǎng)上作為域名和IP地址相互映射的一個(gè)分布式數(shù)據(jù)庫(kù)，能夠使用戶更方便的訪問(wèn)互聯(lián)網(wǎng)，而不用去記住能夠被機(jī)器直接讀取的IP數(shù)串。FTP文件傳輸協(xié)議使得主機(jī)間可以共享文件。HTTP超文本傳輸協(xié)議(HTTP-Hypertexttransferprotocol)是一種詳細(xì)規(guī)定了瀏覽器和萬(wàn)維網(wǎng)服務(wù)器之間互相通信的規(guī)則，通過(guò)因特網(wǎng)傳送萬(wàn)維網(wǎng)文檔的數(shù)據(jù)傳送協(xié)議。SNMP（簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議），由一組網(wǎng)絡(luò)管理的標(biāo)準(zhǔn)組成。OSI模型協(xié)議Telnet協(xié)議是TCP/IP協(xié)議族中的一員，是Internet遠(yuǎn)程登陸服務(wù)的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議和主要方式。SMTP（SimpleMailTransferProtocol）即簡(jiǎn)單郵件傳輸協(xié)議,它是一組用于由源地址到目的地址傳送郵件的規(guī)則，由它來(lái)控制信件的中轉(zhuǎn)方式。*TCP（TransmissionControlProtocol傳輸控制協(xié)議）是一種面向連接的、可靠的、基于IP的傳輸層協(xié)議。特點(diǎn)：在數(shù)據(jù)正確性與合法性上，TCP用一個(gè)校驗(yàn)和函數(shù)來(lái)檢驗(yàn)數(shù)據(jù)是否有錯(cuò)誤，同時(shí)可以使用md5認(rèn)證對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密。在保證可靠性上，采用超時(shí)重傳和確認(rèn)機(jī)制。在流量控制上，采用滑動(dòng)窗口協(xié)議在擁塞控制上，采用廣受好評(píng)的TCP擁塞控制算法（也稱AIMD算法）。OSI模型協(xié)議*UDP（UserDatagramProtocol用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議）是OSI參考模型中一種面向無(wú)連接的傳輸層協(xié)議，提供面向事務(wù)的簡(jiǎn)單不可靠信息傳送服務(wù)。具有資源消耗小，處理速度快的優(yōu)點(diǎn)。通常音頻、視頻和普通數(shù)據(jù)在傳送時(shí)使用UDP較多，因?yàn)樗鼈兗词古紶杹G失一兩個(gè)數(shù)據(jù)包，也不會(huì)對(duì)接收結(jié)果產(chǎn)生太大影響。比如我們聊天用的ICQ和QQ就是使用的UDP協(xié)議。*TCP與UDP的區(qū)別總結(jié)TCP協(xié)議面向連接，UDP協(xié)議面向無(wú)連接TCP協(xié)議傳輸速度慢，UDP協(xié)議傳輸速度快TCP有丟包重傳機(jī)制，UDP沒(méi)有TCP協(xié)議保證數(shù)據(jù)正確性，UDP協(xié)議可能丟包OSI模型協(xié)議IP協(xié)議（InternetProtocol）網(wǎng)絡(luò)之間互連的協(xié)議也就是為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)相互連接進(jìn)行通信而設(shè)計(jì)的協(xié)議。在因特網(wǎng)中，它是能使連接到網(wǎng)上的所有計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)相互通信的一套規(guī)則，規(guī)定了計(jì)算機(jī)在因特網(wǎng)上進(jìn)行通信時(shí)應(yīng)當(dāng)遵守的規(guī)則。任何廠家生產(chǎn)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，只要遵守IP協(xié)議就可以與因特網(wǎng)互連互通。ICMP是（InternetControlMessageProtocol）Internet控制報(bào)文協(xié)議。它是TCP/IP協(xié)議族的一個(gè)子協(xié)議，用于在IP主機(jī)、路由器之間傳遞控制消息?？刂葡⑹侵妇W(wǎng)絡(luò)通不通、主機(jī)是否可達(dá)、路由是否可用等網(wǎng)絡(luò)本身的消息。我們?cè)诰W(wǎng)絡(luò)中經(jīng)常會(huì)使用到ICMP協(xié)議，比如我們經(jīng)常使用的用于檢查網(wǎng)絡(luò)的Ping命令和tracert命令都是基于ICMP協(xié)議的。IPv4是互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議（InternetProtocol，IP）的第四版，也是第一個(gè)被廣泛使用，共32位。OSI模型協(xié)議IPv6是IPV4的下一個(gè)版本，也是第一個(gè)被廣泛使用，共128位，長(zhǎng)度是IPV4的4倍。*ARP（AddressResolutionProtocol地址解析協(xié)議），是根據(jù)IP地址獲取物理地址的一個(gè)TCP/IP協(xié)議。其功能是：主機(jī)將ARP請(qǐng)求廣播到網(wǎng)絡(luò)上的所有主機(jī)，并接收返回消息，確定目標(biāo)IP地址的物理地址，同時(shí)將IP地址和硬件地址存入本機(jī)ARP緩存中，下次請(qǐng)求時(shí)直接查詢ARP緩存。RARP（RARP：ReverseAddressResolutionProtocol反向地址轉(zhuǎn)換協(xié)議）與ARP工作方式相反。RARP發(fā)出要反向解析的物理地址并希望返回其對(duì)應(yīng)的IP地址，應(yīng)答包括由能夠提供所需信息的RARP服務(wù)器發(fā)出的IP地址。TCP協(xié)議的三次握手三次握手（threetimeshandshake；three-wayhandshake）所謂的“三次握手”即對(duì)每次發(fā)送的數(shù)據(jù)量進(jìn)行協(xié)商使數(shù)據(jù)段的發(fā)送和接收同步，根據(jù)所接收到的數(shù)據(jù)量而確定的數(shù)據(jù)確認(rèn)數(shù)及數(shù)據(jù)發(fā)送、接收完畢后何時(shí)撤消聯(lián)系，并建立虛連接。TCP總是用來(lái)發(fā)送大批量的數(shù)據(jù)。當(dāng)應(yīng)用程序在收到數(shù)據(jù)后要做出確認(rèn)時(shí)也要用到TCP。TCP協(xié)議的三次握手主機(jī)A主機(jī)B1.發(fā)送SYN*同步序號(hào)*(seq=x,ctrl=syn*設(shè)置syn*)1.收到SYN發(fā)送SYN,ACK(seq=y,ack=x+1ctrl=syn,ack)3.發(fā)送ACK(seq=X+1,ack=y+1*暗示接收到了同步序號(hào)syn*，ctrl=ack)建立連接TCP協(xié)議是面向連接的，所以在傳輸數(shù)據(jù)前必須建立連接。知名端口號(hào)簡(jiǎn)表IP地址1.TCP/IP屬性中的一些參數(shù)。IP地址、子網(wǎng)掩碼、默認(rèn)網(wǎng)關(guān)、DNS服務(wù)器2.IP地址采用32位的二進(jìn)制格式，為了方便記憶用十進(jìn)制來(lái)表示。IP地址：0二進(jìn)制：11000000.10101000.01100100.00001010IP地址有32位，所以每一段是一個(gè)字節(jié)，一個(gè)字節(jié)=8位最小數(shù)就為：00000000（二進(jìn)制）0（十進(jìn)制）最大數(shù)就為：11111111（二進(jìn)制）255（十進(jìn)制）二進(jìn)制轉(zhuǎn)十進(jìn)制二進(jìn)制：11111111（十進(jìn)制255）十進(jìn)制的算法例子：二進(jìn)制10010110的十進(jìn)制是多少？十進(jìn)制轉(zhuǎn)二進(jìn)制方法1：除2取余65的二進(jìn)制為01000001由下至上取余數(shù)十進(jìn)制轉(zhuǎn)二進(jìn)制方法2：湊數(shù)法牢記下面每位二進(jìn)制對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制111111111286432168421例子1：十進(jìn)制192轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制為多少？答：192=128+64二進(jìn)制為11000000例子2：十進(jìn)制176轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制為多少？答：176=128+32+16二進(jìn)制為10110000IP地址的分類

簡(jiǎn)介IP地址分為五類：·A類用于大型網(wǎng)絡(luò)（能容納網(wǎng)絡(luò)126個(gè)，主機(jī)1677214臺(tái)）·B類用于中型網(wǎng)絡(luò)（能容納網(wǎng)絡(luò)16384個(gè)，主機(jī)65534臺(tái)）·C類用于小型網(wǎng)絡(luò)（能容納網(wǎng)絡(luò)2097152個(gè)，主機(jī)254臺(tái)）·D類用于組播（多目的地址的發(fā)送）·E類用于實(shí)驗(yàn)另外，全0的IP地址（.）地址指任意網(wǎng)絡(luò)。全1的IP地址（55）是當(dāng)前子網(wǎng)的廣播地址。一個(gè)完整的IP地址由個(gè)字節(jié)，即32位數(shù)字組成，為了方便理解和記憶，采用點(diǎn)分十進(jìn)制標(biāo)記法，中間使用符號(hào)“.”隔開(kāi)不同的字節(jié)。例如：采用32位形式的IP地址如下 00001010000000000000000000000001采用十進(jìn)制數(shù)的形式是IP地址的分類A類地址（1）A類IP地址。由1個(gè)字節(jié)的網(wǎng)絡(luò)地址和3個(gè)字節(jié)的主機(jī)地址，網(wǎng)絡(luò)地址的最高位必須是“0”。如：0XXXXXXX.XXXXXXXX.XXXXXXXX.XXXXXXXX（X代表0或1）（2）A類IP地址范圍：---54（3）A類IP地址中的私有地址和保留地址：①10.X.X.X是私有地址（所謂的私有地址就是在互聯(lián)網(wǎng)上不使用，而被用在局域網(wǎng)絡(luò)中的地址）。范圍（---54）②127.X.X.X是保留地址，用做回環(huán)測(cè)試用的。IP地址的分類

B類地址（1）B類IP地址。由2個(gè)字節(jié)的網(wǎng)絡(luò)地址和2個(gè)字節(jié)的主機(jī)地址，網(wǎng)絡(luò)地址的最高位必須是“10”。如：10XXXXXX.XXXXXXXX.XXXXXXXX.XXXXXXXX（X代表0或1）（2）B類IP地址范圍：---54。（3）B類IP地址的私有地址和保留地址①---54是私有地址②169.254.X.X是保留地址。如果你的IP地址是自動(dòng)獲取IP地址，而你在網(wǎng)絡(luò)上又沒(méi)有找到可用的DHCP服務(wù)器。就會(huì)得到其中一個(gè)IP。55是廣播地址，不能分配。IP地址的分類

C類地址（1）C類IP地址。由3個(gè)字節(jié)的網(wǎng)絡(luò)地址和1個(gè)字節(jié)的主機(jī)地址，網(wǎng)絡(luò)地址的最高位必須是“110”。例如：110XXXXX.XXXXXXXX.XXXXXXXX.XXXXXXXX（X代表0或1）（2）C類IP地址范圍：---54。（3）C類地址中的私有地址：192.168.X.X（---54)IP地址的分類

D類地址（1）D類地址不分網(wǎng)絡(luò)地址和主機(jī)地址，它的第1個(gè)字節(jié)的前四位固定為1110。如：1110XXXX.XXXXXXXX.XXXXXXXX.XXXXXXXX（X代表0或1）（2）D類地址范圍：---54E類地址（1）E類地址不分網(wǎng)絡(luò)地址和主機(jī)地址，它的第1個(gè)字節(jié)的前四位固定為1111。如：1111XXXX.XXXXXXXX.XXXXXXXX.XXXXXXXX（X代表0或1）（2）E類地址范圍：---54IP地址分類總結(jié)A類地址0XXXXXXX~55.254(0不可用、127為回環(huán)地址)B類地址10XXXXXX---54C類地址110XXXXX---54D類地址1110XXXX---54E類地址1111XXXX---54

子網(wǎng)掩碼概念子網(wǎng)掩碼(subnetmask)又叫網(wǎng)絡(luò)掩碼、地址掩碼、子網(wǎng)絡(luò)遮罩，它是一種用來(lái)指明一個(gè)IP地址的哪些位標(biāo)識(shí)的是主機(jī)所在的子網(wǎng)以及哪些位標(biāo)識(shí)的是主機(jī)的位掩碼。子網(wǎng)掩碼不能單獨(dú)存在，它必須結(jié)合IP地址一起使用。子網(wǎng)掩碼只有一個(gè)作用，就是將某個(gè)IP地址劃分成網(wǎng)絡(luò)地址和主機(jī)地址兩部分。子網(wǎng)掩碼概念子網(wǎng)掩碼是由1和0兩部分組成的。讓我們?cè)賮?lái)看一個(gè)例子：下面是IP地址和子網(wǎng)掩碼的對(duì)應(yīng)視圖。子網(wǎng)掩碼網(wǎng)絡(luò)位均為1，主機(jī)位均為0對(duì)應(yīng)IP地址的網(wǎng)絡(luò)號(hào)和主機(jī)號(hào)。子網(wǎng)掩碼概念所有可能的子網(wǎng)掩碼及其CIDR（斜杠表示法）對(duì)照表/8~/15用于A類/16~/23用于A類B類/24~/30用于A類B類C類注意：沒(méi)有/31/32的CIDR因?yàn)樗蠭P地址至少要保留兩位主機(jī)位。子網(wǎng)的劃分C類網(wǎng)絡(luò)子網(wǎng)劃分/27(24)11111111.11111111.11111111.x為被遮蓋的位數(shù)（取值為1）y為未遮蓋的位數(shù)（取值為0）x+y=8下面我們帶著幾個(gè)問(wèn)題來(lái)學(xué)習(xí)：1.選定的子網(wǎng)掩碼將創(chuàng)建多少個(gè)子網(wǎng)?2.每個(gè)子網(wǎng)包含多少臺(tái)主機(jī)?3.有哪些合法的子網(wǎng)?4.每個(gè)子網(wǎng)的廣播地址是多少?5.每個(gè)子網(wǎng)可包含哪些主機(jī)地址?子網(wǎng)的劃分C類網(wǎng)絡(luò)子網(wǎng)劃分/27(24)11111111.11111111.11111111.答案1.選定的子網(wǎng)掩碼將創(chuàng)建多少個(gè)子網(wǎng)?2.每個(gè)子網(wǎng)包含多少臺(tái)主機(jī)?子網(wǎng)的劃分C類網(wǎng)絡(luò)子網(wǎng)劃分/27(24)11111111.11111111.11111111.3.有哪些合法的子網(wǎng)?這里引入兩個(gè)概念：公式①塊大小=256-子網(wǎng)掩碼②子網(wǎng)號(hào)=網(wǎng)絡(luò)號(hào)那么，這個(gè)例子是256-224=32即子網(wǎng)掩碼為224時(shí)塊大小為32，從0開(kāi)始不斷增加32，直到到達(dá)子網(wǎng)掩碼值，中間的結(jié)果就是子網(wǎng)（子網(wǎng)號(hào)）。即：0,32,64,96,128,160,192,224共8個(gè)子網(wǎng)子網(wǎng)的劃分4.每個(gè)子網(wǎng)的廣播地址是多少?那么，什么是廣播地址呢？定義：主機(jī)號(hào)全為1的地址為廣播地址。在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)段中主機(jī)號(hào)全為0代表這個(gè)網(wǎng)絡(luò)段本身，稱之為：網(wǎng)絡(luò)號(hào)。這個(gè)地址是不可以分配給主機(jī)的。簡(jiǎn)單的說(shuō)：主機(jī)地址全0------網(wǎng)絡(luò)號(hào)或子網(wǎng)號(hào)主機(jī)地址全1------廣播地址我們拿上面子網(wǎng)為64的做例子，其地址范圍為：4~5（廣播地址）掐頭去尾法：其合法主機(jī)地址范圍為5~4子網(wǎng)的劃分5.每個(gè)子網(wǎng)可包含哪些主機(jī)地址?子網(wǎng)0012········6263掐頭去尾，合法主機(jī)地址為1~62子網(wǎng)64646566········9495掐頭去尾，合法主機(jī)地址為65~94······················································································································································································子網(wǎng)224224225226······254255掐頭去尾，合法主機(jī)地址為225~254合法主機(jī)地址范圍廣播地址子網(wǎng)號(hào)子網(wǎng)的劃分示例：網(wǎng)絡(luò)地址=子網(wǎng)掩碼=28（/25）回答下面五個(gè)問(wèn)題：1.多少個(gè)子網(wǎng)？2.每個(gè)子網(wǎng)容納多少臺(tái)主機(jī)？3.有哪些合法子網(wǎng)？塊=256-128=128因此有0，128兩個(gè)子網(wǎng)4.每個(gè)子網(wǎng)的廣播地址是什么？子網(wǎng)0的廣播地址為：27子網(wǎng)128的廣播地址為：555.每個(gè)子網(wǎng)包含哪些合法的主機(jī)地址？掐頭去尾法：子網(wǎng)0:至26子網(wǎng)128:29至54路由原理當(dāng)IP子網(wǎng)中的一臺(tái)主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)包給同一子網(wǎng)的另一臺(tái)主機(jī)時(shí)，它將直接把這個(gè)數(shù)據(jù)包發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)上，對(duì)方就可以收到。發(fā)送給不同子網(wǎng)時(shí)，首先就要選擇到達(dá)不同子網(wǎng)的路由器，也就是我們的默認(rèn)網(wǎng)關(guān)，或者可以說(shuō)是出口路由器。在我們計(jì)算機(jī)上運(yùn)行命令routeprint可以查看本機(jī)路由表。在互聯(lián)網(wǎng)中，路由器不僅要處理IP數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)，還要負(fù)責(zé)和其他路由器進(jìn)行聯(lián)絡(luò)，共同維護(hù)互聯(lián)網(wǎng)中的路由表。