计算机网络——什么是计算机网络
什么是计算机网络：
网络：网络连接设备通过传输介质，将网络终端连接起来，进行资源共享，信息传递的平台）
网络连接设备：路由器，交换机，集线器
传输介质：网线，光纤，同轴电缆，双绞线
网络终端设备：电脑，手机，物联网
OSI定义了网络互联的七层框架（物理层、数据链路层、网络层、 传输层 、会话层 、表示层、 应用层）
TCP/IP
互联网的构成需要满足两个条件：
1.足够多的网络节点
2.足够长的传输距离
第一个条件很容易满足，我们主要看第二个。长距离传输需要介质，我们常用的介质有网线，光纤，同轴电缆，双绞线。物理传输介质在传输数据的过程中会出现损耗，导致信号失真，乱码。针对这种情况我们引入两种物理设备：
1.中继器（作用于物理层）
它的作用在于延长物理传输距离（一个网段最多只可存在4个中继器），中继器的工作原理是对接收信号进行再生和发送，从而增加信号传输的距离。
集线器（作用于物理层，半双工）
作用和中继器一样用于延长物理传输距离，但是它和中继器的不同在于，集线器的主要功能是对接收到的信号进行再生整形放大（广播发送），以扩大网络的传输距离，同时把所有节点集中在以它为中心的节点上。（集线器虽然可以延长有限的距离，但是却存在安全，延迟等问题）
初步解决了短距离传输问题，但同时带来了安全，延迟和冲突等问题，为解决这些问题，引入新的物理设备--交换机
网络拓扑结构:
相关基本概念
节点：是网络端口，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；而“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。
结点：一个“结点”是指一台网络设备，因为它们通常连接了多个“节点”，所以称之为“结点”。在计算机网络中的结点又分为链路结点和路由结点，它们就分别对应的是网络中的交换机和路由器。
链路：“链路”是两个节点间的线路。链路分物理链路和逻辑链路（或称数据链路）两种，前者是指实际存在的通信线路，由设备网络端口和传输介质连接实现；后者是指在逻辑上起作用的网络通路，由计算机网络体系结构中的数据链路层标准和协议来实现。如果链路层协议没有起作用，数据链路也就无法建立起来。
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。也就是说，它是一系列穿越通信网络而建立起来的节点到节点的链路串连。它与“链路”的区别主要在于一条“通路”中可能包括多条“链路”。
几种拓扑结构
1.总线型拓扑（直线型）
所有设备均可接收信号（基于广播机制）存在问题：所有主机均能收到发送的报文，当总线上的设备将网卡设置为混杂模式时，此设备无论是不是报文的目标主机，均会将报文接收（默认为目标主机不是我，我就直接抛弃此报文）
2.环形拓扑
单点故障，信号绕环传输，单向传输。
3.星型拓扑
星型拓扑：星型的是中间通过交换机网线连接起来；特点：存在单点故障和通过同心点传输
扩展星型拓扑：比星型拓扑的复原能力更强
4.网状拓扑
全网状拓扑：容错能力强；实施成本高
5.混合型--多环型拓扑
特点：信号沿相反方向传输；比单环的复原能力更强 当外面的主环坏时，启用内环，具有一定容错性
以上关于拓扑结构的内容转载于：网络拓扑结构_wdirdo的博客-CSDN博客_网络拓扑结构
交换机（二层设备，应用于数据链路层）
作用
0，增加端口密度
1，可以无限延长传输距离
2，完全解决冲突 --- 所有主机同一时间可以同时收发数据
3，实现单播 --- 一对一的通信
交换机是二层设备，转发原理是数据来到交换机，交换机先看数据中的源MAC地址，之后将源MAC地址和进入的接口的对应关系记录在MAC地址表，之后，看目标MAC地址，根据目标MAC地址查看MAC地址表。如果MAC地址表中有记录，则将按照记录从对应的接口发出，实现单播，否则，泛洪 ---- 除了进入的接口外，交换机将数据转发给剩余的所有接口。
老化时间30s。
MAC地址
全球唯一，格式统一
全球唯一，48位二进制构成；前24位 是厂商的标识；后24位是物理地址: 201E-88AF-F271 ---- 由12位16进制表达主要是为了方便人去识别区分
ipconfig /all --- 通过命令行控制界面查看MAC地址
MAC地址是介质访问控制层的地址，属于二层地址，由源地址SMAC到目标地址DMAC。
泛洪：除了进入的接口外，将数据转发给其他所有接口。当目标MAC地址未知时，或交换机收到广播/组播帧时，会泛洪。
交换机的一个接口可以对应多个MAC地址，一个MAC地址只能对应一个交换机的接口。MAC地址表的老化时间 --- 300S，这样就可以解决网络传输中单播（地址发送）和冲突解决（排队等待机制），但是我们只是做到了无线延长网络距离，和局域范围（交换机联组）内的交流通信。由于交换机的泛洪机制，我们无法将网络范围扩大。
为解决这个问题，我们引入新的物理设备：路由器
路由器（作用于网络层）
作用是连接不同的网段，负责将局域网连接到广域网和互联网中，在路由器中记录着路由表，它会根据信道的情况自动选择和设定路由，以最佳路径，按前后顺序发送信号。发生在网络层。在路由器中，路由表的识别单位为ip地址。
路由器作用为：隔离泛洪范围（路由器的一个接口对应一个泛洪范围）和信息转发。将交换机的泛洪范围隔离，避免全网的泛洪。
IP --- 互联网协议 --- IPV4 --- 32位二进制构成 --- 点分十进制
IPV6 --- 128位二进制构成 --- 冒分十六进制
IPv4 地址: 192.168.43.105
11000000.10101000.00101011.01101001
11111111.00000000.00000000.00000000 ---- 1代表网络位，0代表主机位 --- 子网掩码 --- 由连续的1和连续的0构成。
网络位 -- 网络位相同，则代表处于同一个泛洪范围；
主机位 -- 区分同一个泛洪范围内的各个主机。
ping ---- 通过发送ICMP协议的数据包，来进行网络联通性的检测
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