了解網(wǎng)絡發(fā)展背景，對局域網(wǎng)/廣域網(wǎng)的概念有基本認識;
了解網(wǎng)絡協(xié)議的意義， 重點理解TCP/IP五層結構模型;
學習網(wǎng)絡傳輸?shù)幕玖鞒?，理解封裝和分用；
1.網(wǎng)絡常識
1.0DHCP協(xié)議
DHCP（動態(tài)主機配置協(xié)議，Dynamic Host Configuration Protocol）是一個局域網(wǎng)的網(wǎng)絡協(xié)議，使用UDP協(xié)議工作，主要有兩個用途：給內(nèi)部網(wǎng)絡或網(wǎng)絡服務供應商自動分配IP地址，給用戶或者內(nèi)部網(wǎng)絡管理員作為對所有計算機作中央管理的手段。
DHCP有以下幾個主要優(yōu)點：
網(wǎng)絡管理簡化：DHCP服務器集中管理IP地址的分配，減少了網(wǎng)絡管理員手動配置IP地址的工作量。
提高IP地址利用率：DHCP服務器可以動態(tài)地分配和回收IP地址，避免IP地址的浪費。
增強網(wǎng)絡安全性：DHCP服務器可以配置為只分配特定的IP地址范圍給特定的設備，從而增強網(wǎng)絡的安全性。
支持移動辦公：當用戶從一個子網(wǎng)移動到另一個子網(wǎng)時，DHCP可以自動更新其IP地址配置，實現(xiàn)無縫切換。
DHCP的工作流程通常包括以下四個步驟：
DHCP Discover：新加入網(wǎng)絡的客戶機尋找DHCP服務器。
DHCP Offer：DHCP服務器響應客戶的請求并向其提供IP地址。
DHCP Request：客戶機選擇服務器提供的IP地址。
DHCP ACK：服務器確認所提供的IP地址的有效性。
需要注意的是，DHCP并不能防止網(wǎng)絡中的IP地址沖突，但它可以減少IP地址沖突的可能性，因為DHCP服務器會跟蹤哪些IP地址已經(jīng)被分配出去。
在企業(yè)網(wǎng)絡、學校網(wǎng)絡以及許多其他公共網(wǎng)絡中，DHCP都被廣泛應用，使得設備接入網(wǎng)絡并獲取配置變得簡單且高效。
1. 1IP地址/MAC地址/ARP協(xié)議是什么？
IP/MAC
計算機網(wǎng)絡中用于標識和定位設備的兩種重要地址。
IP地址：
IP地址（Internet Protocol Address）是互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議地址，用于在IP網(wǎng)絡中唯一標識每一臺設備。它通常是由一串數(shù)字組成，如192.168.1.1。
IP地址是分層的，它分為網(wǎng)絡地址和主機地址兩部分，這有助于路由器確定數(shù)據(jù)包的傳輸路徑。
IP地址可以分為公有地址和私有地址。公有地址是在全球范圍內(nèi)唯一的，而私有地址則是用于內(nèi)部網(wǎng)絡，通過路由器等設備接入互聯(lián)網(wǎng)時，會被轉(zhuǎn)換為公有地址。
IP地址是邏輯地址，它并不直接對應于物理設備的物理位置或物理接口。
MAC地址：
MAC地址（Media Access Control Address）是媒體訪問控制地址，也稱為物理地址或硬件地址。它是由網(wǎng)絡設備制造商在制造時分配給網(wǎng)絡接口的，是全球唯一的。
MAC地址通常用于局域網(wǎng)中的通信，用于標識網(wǎng)絡上的每一臺設備。路由器等設備通過MAC地址來確定數(shù)據(jù)包應該發(fā)送給哪個物理接口。MAC地址是物理地址，與設備的物理接口直接相關。
二者之間的關系：
當一個數(shù)據(jù)包需要在網(wǎng)絡中傳輸時，源設備會首先使用目標設備的IP地址來確定如何發(fā)送數(shù)據(jù)包。路由器會根據(jù)IP地址的路由信息，將數(shù)據(jù)包從一個網(wǎng)絡轉(zhuǎn)發(fā)到另一個網(wǎng)絡，直到到達目標網(wǎng)絡。
當數(shù)據(jù)包到達目標網(wǎng)絡后，目標網(wǎng)絡中的設備會使用MAC地址來確定數(shù)據(jù)包應該被發(fā)送到哪個具體的設備。如果源設備知道目標設備的MAC地址，它可以直接將數(shù)據(jù)包發(fā)送給目標設備；如果不知道，它會發(fā)送一個ARP（地址解析協(xié)議）請求來詢問目標設備的MAC地址。
簡而言之，IP地址用于在網(wǎng)絡中定位設備，而MAC地址則用于在同一局域網(wǎng)中定位設備。二者協(xié)同工作，確保數(shù)據(jù)包能夠正確地從源設備傳輸?shù)侥繕嗽O備。
ARP：IP ? MAC
ARP（Address Resolution Protocol，地址解析協(xié)議）是一個網(wǎng)絡協(xié)議，用于將32位IP地址轉(zhuǎn)換為MAC地址。它通常用于局域網(wǎng)內(nèi)部，特別是在IPv4網(wǎng)絡中。ARP協(xié)議的主要功能是在只知道一個設備的IP地址時，找出其對應的MAC地址。
ARP的工作過程如下：
請求：當一個設備需要知道另一個設備的MAC地址時（通常是因為它想與那個設備通信），它會發(fā)送一個ARP請求。這個請求中包含目標設備的IP地址和發(fā)送請求設備的IP地址及MAC地址。
廣播：ARP請求是以廣播形式發(fā)送的，這意味著它會發(fā)送到局域網(wǎng)內(nèi)的所有設備。
響應：目標設備在接收到ARP請求后，會檢查請求中的IP地址是否與其自身的IP地址匹配。如果匹配，目標設備會發(fā)送一個ARP響應，其中包含其MAC地址。
更新ARP緩存：發(fā)送ARP請求的設備在接收到響應后，會將其存儲在其ARP緩存中，以便將來可以直接使用，而不必再次發(fā)送ARP請求。
ARP協(xié)議在IPv4網(wǎng)絡中非常重要，因為它允許設備在沒有預先知道MAC地址的情況下進行通信。然而，IPv6網(wǎng)絡使用了不同的機制（如鄰居發(fā)現(xiàn)協(xié)議）來實現(xiàn)類似的功能，因此ARP在IPv6中并不使用。
需要注意的是，ARP協(xié)議有時也可能被用于網(wǎng)絡攻擊，如ARP欺騙或ARP泛洪攻擊。因此，在配置和管理網(wǎng)絡時，需要確保采取適當?shù)陌踩胧﹣矸婪哆@些攻擊。
1.2手機連接wifi的原理 + SSID與BSSID
手機連接wifi
基于無線網(wǎng)絡技術和通信協(xié)議。
無線局域網(wǎng)技術：WiFi基于無線局域網(wǎng)（WLAN）技術，使用無線電波作為傳輸介質(zhì)。無線路由器作為接入點，通過天線發(fā)送和接收無線電信號，實現(xiàn)與手機等設備的通信。
SSID與BSSID：每個WiFi網(wǎng)絡都有一個唯一的SSID（服務集標識符），這是網(wǎng)絡的名稱，手機通過搜索并識別SSID來找到要連接的網(wǎng)絡。同時，BSSID（基本服務集標識符）是無線路由器的MAC地址，用于標識特定的接入點。
認證與加密：為了確保網(wǎng)絡安全，WiFi網(wǎng)絡通常使用WPA2（Wi-Fi Protected Access 2）等安全協(xié)議進行身份驗證和數(shù)據(jù)加密。手機在連接WiFi時，需要與無線路由器進行握手，通過密碼或其他認證方式完成身份驗證，然后建立安全的通信通道。
IP地址分配：一旦手機成功連接到WiFi網(wǎng)絡，無線路由器會為其分配一個IP地址（通常是通過DHCP協(xié)議）。這個IP地址是手機在局域網(wǎng)內(nèi)的唯一標識，用于與其他設備進行通信。
數(shù)據(jù)傳輸：手機通過WiFi連接后，就可以與路由器或其他設備進行數(shù)據(jù)傳輸。數(shù)據(jù)在傳輸過程中會經(jīng)過調(diào)制和解調(diào)，以適應無線傳輸?shù)男枨?。同時，通過一定的路由算法，數(shù)據(jù)包能夠在網(wǎng)絡中正確地找到目標地址。
綜上所述，手機連接WiFi的原理涉及無線局域網(wǎng)技術、認證與加密、IP地址分配以及數(shù)據(jù)傳輸?shù)榷鄠€環(huán)節(jié)。這些技術共同確保了手機能夠安全、穩(wěn)定地連接到WiFi網(wǎng)絡，實現(xiàn)高速的無線數(shù)據(jù)傳輸。
SSID與BSSID
SSID和BSSID都是無線網(wǎng)絡中的重要概念，它們在無線網(wǎng)絡通信中扮演著不同的角色。
SSID，全稱Service Set Identifier，即服務集標識。它主要用于標識無線網(wǎng)絡的名稱，用戶可以通過搜索SSID來連接到特定的無線網(wǎng)絡。對于公共網(wǎng)絡（如咖啡店、機場等），SSID通常是公開可見的，任何設備都可以搜索到并連接。然而，在家庭或企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡中，管理員通常會更改SSID，并且可以選擇將其隱藏，以增加網(wǎng)絡的安全性。但請注意，隱藏SSID并不意味著網(wǎng)絡絕對安全，因為專門的工具仍可能發(fā)現(xiàn)隱藏的SSID。
BSSID，也稱為Basic Service Set (BSS)的標識符，==>基本服務集標識符，是一個長度為48位的二進制標識符，用于識別不同的BSS。每個BSS都會被賦予一個唯一的BSSID。BSSID的主要優(yōu)點在于它可以作為過濾之用，幫助設備在掃描無線網(wǎng)絡時，確定哪個網(wǎng)絡是可用的。由于BSSID是基于MAC地址生成的，因此它對于網(wǎng)絡管理員來說非常有用，可以用于識別連接到網(wǎng)絡的設備和監(jiān)視網(wǎng)絡的使用情況。此外，一些安全策略也可以基于BSSID來實現(xiàn)，例如將無線網(wǎng)絡限制為僅允許特定的BSSID連接。
總的來說，SSID和BSSID在無線網(wǎng)絡中各自扮演著重要的角色，SSID主要用于標識和連接網(wǎng)絡，而BSSID則主要用于區(qū)分不同的基礎服務集并識別連接到網(wǎng)絡的設備。
1.3手機如何通過“數(shù)據(jù)/流量”上網(wǎng)？
當我們在手機上使用“數(shù)據(jù)/流量”上網(wǎng)時，實際上是手機通過移動通信網(wǎng)絡（如2G、3G、4G、5G等）與其他設備進行數(shù)據(jù)傳輸和接收的過程。
手機通過數(shù)據(jù)/流量上網(wǎng)的原理主要依賴于無線通信技術和數(shù)據(jù)傳輸技術。首先，手機通過內(nèi)置的無線網(wǎng)卡（如移動通信芯片）與附近的基站進行連接。這個連接是通過無線電波實現(xiàn)的，使用了蜂窩通信的技術。在連接建立后，手機可以將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為無線數(shù)字信號，并通過選定的頻道發(fā)送給基站。基站接收到信號后，會將其轉(zhuǎn)發(fā)到運營商的核心網(wǎng)絡。
核心網(wǎng)絡由多個節(jié)點和服務器組成，通過高速光纖進行數(shù)據(jù)的傳輸和處理。當基站接收到手機發(fā)送的數(shù)據(jù)請求（如瀏覽網(wǎng)頁、觀看視頻等）時，它會將這些請求轉(zhuǎn)發(fā)到核心網(wǎng)絡，并進一步轉(zhuǎn)發(fā)到互聯(lián)網(wǎng)上的相應服務器。服務器處理請求后，將相應的數(shù)據(jù)返回給基站，基站再將數(shù)據(jù)發(fā)送給手機。
同時，手機的IP地址是其在互聯(lián)網(wǎng)上的唯一標識符，它幫助互聯(lián)網(wǎng)上的設備找到手機并與其進行數(shù)據(jù)傳輸。這樣，手機就可以通過數(shù)據(jù)/流量與互聯(lián)網(wǎng)上的其他設備進行通信和交互，實現(xiàn)上網(wǎng)的功能。
需要注意的是，使用數(shù)據(jù)/流量上網(wǎng)會消耗手機的流量套餐中的配額，超出配額后可能需要支付額外費用。因此，在使用流量上網(wǎng)時，用戶應關注自己的流量使用情況，并選擇合適的套餐和流量管理策略。
總結來說，手機通過數(shù)據(jù)/流量上網(wǎng)是依賴于無線通信技術和數(shù)據(jù)傳輸技術的過程，它實現(xiàn)了手機與互聯(lián)網(wǎng)之間的連接和數(shù)據(jù)交換，為用戶提供了便捷的上網(wǎng)體驗。
1.4電腦連接wifi的原理？電腦通過熱點上網(wǎng)的原理？
電腦連接WiFi的原理與手機連接WiFi的原理相似，都是基于無線網(wǎng)絡通信技術實現(xiàn)的。
以下是電腦連接WiFi的詳細原理：
首先，電腦內(nèi)置有無線網(wǎng)卡，這相當于一個無線接收器，能夠接收和發(fā)送無線信號。當電腦打開WiFi功能并搜索可用的WiFi網(wǎng)絡時，無線網(wǎng)卡會向周圍發(fā)送廣播信號，尋找可用的無線路由器或熱點。
無線路由器或熱點在接收到電腦的廣播信號后，會回應一個信號，包含其身份信息和加密方式（如果有的話）。電腦接收到回應信號后，會顯示出可用的WiFi網(wǎng)絡列表。
用戶從列表中選擇要連接的WiFi網(wǎng)絡，并輸入密碼（如果網(wǎng)絡是加密的）。電腦通過無線網(wǎng)卡將連接請求和密碼發(fā)送給無線路由器或熱點。
無線路由器或熱點驗證密碼的正確性。如果密碼正確，它會與電腦建立無線連接，并分配一個IP地址給電腦，使其能夠接入網(wǎng)絡。
一旦連接建立成功，電腦就可以通過無線路由器或熱點接入互聯(lián)網(wǎng)。無線路由器或熱點作為網(wǎng)絡的網(wǎng)關，負責將電腦發(fā)送的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到互聯(lián)網(wǎng)，并將從互聯(lián)網(wǎng)接收到的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)給電腦。
當電腦連接到一個熱點（如手機熱點）并通過該熱點上網(wǎng)時，原理是類似的。手機熱點相當于一個臨時的無線路由器，它會創(chuàng)建一個WiFi網(wǎng)絡供其他設備連接。電腦連接到手機熱點后，通過手機的移動網(wǎng)絡接入互聯(lián)網(wǎng)。手機將數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換為無線信號發(fā)送給電腦，電腦再通過無線網(wǎng)卡接收這些信號，并通過手機的移動網(wǎng)絡進行上網(wǎng)。
總結來說，電腦連接WiFi或熱點的原理是通過無線網(wǎng)卡與無線路由器或熱點建立無線連接，并通過這些設備接入互聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)上網(wǎng)功能。在連接過程中，密碼驗證和IP地址分配等步驟確保了連接的安全性和有效性。
1.5固定電話打電話的原理？智能手機打手機電話/語音電話/視頻電話的原理？
固定電話、智能手機打電話、語音電話和視頻電話的通信原理雖有所差異，但都依賴于特定的通信技術和協(xié)議。以下是關于這些電話通信方式的原理簡述：
固定電話打電話的原理：
固定電話依賴于公共交換電話網(wǎng)絡（PSTN）進行通信。當用戶撥打一個電話號碼時，電話機通過電話線將撥號信號發(fā)送到最近的電話交換機。交換機識別號碼并確定路由，將信號傳輸?shù)侥繕穗娫捤诘慕粨Q機，最終到達目標電話機。整個過程中，語音信號通過模擬信號的形式在電話線上傳輸。
智能手機打手機電話的原理：
智能手機之間的電話通信主要依賴于移動通信網(wǎng)絡，如2G、3G、4G或5G。當用戶撥打一個手機號碼時，手機會向最近的基站發(fā)送請求信號?；窘邮盏叫盘柡?，會將其轉(zhuǎn)發(fā)到移動網(wǎng)絡核心，核心網(wǎng)絡負責處理呼叫請求并找到目標手機所在的基站。然后，通過基站與目標手機建立通信連接，實現(xiàn)語音通話。在通話過程中，語音信號會被手機轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，通過無線電波傳輸，再在接收端被轉(zhuǎn)換為語音信號。
智能手機打語音電話的原理：
語音電話的原理與打手機電話相似，都依賴于移動通信網(wǎng)絡。語音通話時，手機會將用戶的語音信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并通過移動網(wǎng)絡傳輸?shù)綄Ψ绞謾C。對方手機接收到數(shù)字信號后，將其解碼還原為語音信號，實現(xiàn)實時通話。
智能手機打視頻電話的原理：
視頻電話除了傳輸語音信號外，還需要傳輸視頻信號。視頻信號通常通過壓縮編碼后，以數(shù)據(jù)包的形式在移動網(wǎng)絡上傳輸。在發(fā)送端，手機會捕獲攝像頭的視頻信號，進行編碼和壓縮，然后通過移動網(wǎng)絡發(fā)送給對方手機。在接收端，手機會解碼接收到的視頻數(shù)據(jù)包，并顯示在屏幕上，實現(xiàn)實時視頻通話。視頻電話可以利用普通的電話線路傳輸，也可以通過IP網(wǎng)絡進行傳輸，這取決于視頻電話的服務提供商和技術實現(xiàn)方式。
總的來說，無論是固定電話還是智能手機，電話通信都依賴于特定的通信網(wǎng)絡和協(xié)議來實現(xiàn)語音和/或視頻信號的傳輸。隨著技術的發(fā)展，通信方式也在不斷更新和演進，為用戶提供了更加便捷和豐富的通信體驗。
1.6 2G/5G有什么區(qū)別？
有了大面積網(wǎng)絡的存在，美團，淘寶這樣的東西才有用。
==> 馬云創(chuàng)造時代還是時代成就馬云 ? 時代成就馬云
2G和5G是兩種不同的移動通信技術規(guī)格，它們在多個方面存在顯著的差異。
首先，2G是第二代移動通信技術，主要實現(xiàn)語音通信和短信功能。它采用數(shù)字信號傳輸，提高了語音通信的質(zhì)量，并支持短信服務。然而，2G網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)傳輸速率較低，無法支持高速數(shù)據(jù)傳輸應用，如互聯(lián)網(wǎng)訪問。
而5G是第五代移動通信技術，它支持高速數(shù)據(jù)傳輸、低延遲和大連接等特點。5G網(wǎng)絡的速度比2G網(wǎng)絡快數(shù)百倍，可以支持更多的應用和連接設備。此外，5G還支持更低的延遲，可以實現(xiàn)實時互動和虛擬現(xiàn)實應用。5G網(wǎng)絡還具有更大的覆蓋范圍，能滿足工業(yè)控制、遠程醫(yī)療、自動駕駛等對時延和可靠性具有極高要求的垂直行業(yè)應用需求。
總結來說，5G在傳輸速率、延遲、連接數(shù)以及應用場景等方面都相較于2G有顯著提升。隨著技術的不斷進步，移動通信網(wǎng)絡也在不斷發(fā)展，為用戶提供更快、更穩(wěn)定、更豐富的通信體驗。
1.7光纖和貓和路由器和wifi有什么關系？
光纖、光貓、路由器和WiFi在現(xiàn)代網(wǎng)絡通信中各自扮演著重要的角色，并且它們之間有著密切的聯(lián)系和相互依賴的關系。
光纖是一種用于高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)木€纜，它能夠?qū)?strong>光信號從一端傳輸?shù)搅硪欢恕９饫w通常用于寬帶接入，提供高速、穩(wěn)定的網(wǎng)絡連接。
光貓（Optical Network Terminal，ONT）是光纖接入網(wǎng)絡的終端設備。它的作用是將光纖中的光信號轉(zhuǎn)換為電信號，以便后續(xù)的網(wǎng)絡設備能夠識別和處理。光貓通常與光纖直接相連，作為寬帶接入的起點。
路由器則是一個網(wǎng)絡設備，它負責將光貓轉(zhuǎn)換后的電信號（即網(wǎng)絡信號）進行進一步的處理和分發(fā)。路由器具有多個端口，可以連接多臺設備，并通過網(wǎng)絡協(xié)議實現(xiàn)設備之間的通信。它不僅能夠提供有線網(wǎng)絡連接，還可以通過內(nèi)置或外接的無線模塊提供WiFi功能。
WiFi是一種無線局域網(wǎng)技術，它使得設備可以在不連接網(wǎng)線的情況下進行網(wǎng)絡連接。路由器開啟WiFi功能后，會創(chuàng)建一個無線網(wǎng)絡，設備可以通過連接到這個網(wǎng)絡來進行上網(wǎng)。WiFi技術的使用大大方便了用戶，使得移動設備和筆記本電腦等可以輕松接入網(wǎng)絡。
綜上所述，光纖提供了高速的網(wǎng)絡連接，光貓將光纖中的光信號轉(zhuǎn)換為電信號，路由器則將電信號進行處理和分發(fā)，并通過WiFi技術提供無線連接。它們共同構成了一個完整的網(wǎng)絡接入和傳輸系統(tǒng)，使得用戶能夠輕松、高效地進行網(wǎng)絡通信。在家庭或辦公環(huán)境中，這些設備通常被組合在一起使用，以滿足用戶多樣化的網(wǎng)絡需求。
1.8OSI中物理層涉及到的物理設備有那些
在OSI（開放系統(tǒng)互連）七層模型中，物理層是最低層，主要負責處理傳輸介質(zhì)上的信號傳輸。在物理層中，涉及的主要物理設備有以下幾種：
網(wǎng)卡（Network Interface Card, NIC）：網(wǎng)卡是計算機與網(wǎng)絡之間的接口設備，負責在計算機與網(wǎng)絡之間進行數(shù)據(jù)的傳輸和接收。它可以將計算機中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成能在網(wǎng)絡上傳輸?shù)男盘?，并能將網(wǎng)絡上的信號轉(zhuǎn)換成計算機能夠識別的數(shù)據(jù)。
網(wǎng)線（Ethernet Cable）：網(wǎng)線是用于連接計算機和網(wǎng)絡設備的線纜，如雙絞線、同軸電纜或光纖等。它負責在物理層上傳輸比特流。
集線器（Hub）：集線器是一種將多條以太網(wǎng)雙絞線或光纖集合連接在同一段物理介質(zhì)下的設備。它采用廣播的形式來傳輸信息，即向所有端口發(fā)送數(shù)據(jù)，所有端口上的設備都可以接收到數(shù)據(jù)。
中繼器（Repeater）：中繼器是一種用于擴展網(wǎng)絡傳輸距離的設備，它可以將一個網(wǎng)絡段上的信號復制到另一個網(wǎng)絡段上，從而實現(xiàn)信號的放大和傳輸距離的延長。
調(diào)制解調(diào)器（Modem）：調(diào)制解調(diào)器是一種用于在數(shù)字信號和模擬信號之間進行轉(zhuǎn)換的設備。在通過電話線等模擬線路進行數(shù)據(jù)傳輸時，需要使用調(diào)制解調(diào)器將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號，以便在模擬線路上傳輸；反之，也需要將接收到的模擬信號轉(zhuǎn)換回數(shù)字信號。
這些設備在OSI的物理層中共同協(xié)作，實現(xiàn)了比特流的傳輸，為數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡中的可靠傳輸?shù)於嘶A。需要注意的是，雖然網(wǎng)卡在某些情況下可能被認為跨越了物理層和數(shù)據(jù)鏈路層，但在這里我們主要關注其在物理層的作用。
1.9集線器有什么功能？
集線器是一種特殊的中繼器，也是局域網(wǎng)中應用最廣的連接設備。其主要功能如下：
網(wǎng)絡接口擴展：集線器提供多個網(wǎng)絡接口，每個接口都可以連接一臺計算機。這使得多臺計算機可以通過集線器相互通信和傳輸數(shù)據(jù)。
網(wǎng)絡擴展：當現(xiàn)有的網(wǎng)絡接口不足以連接所有計算機時，集線器可以通過其多個網(wǎng)絡接口擴展網(wǎng)絡能力，使更多的計算機能夠接入網(wǎng)絡。
數(shù)據(jù)傳輸：集線器能夠傳輸數(shù)據(jù)包，將信息從一個計算機傳送到另一個計算機。它接收一個網(wǎng)絡接口的數(shù)據(jù)包，并將其復制到其他網(wǎng)絡接口上，使得多個計算機可以同時接收到相同的數(shù)據(jù)包。
數(shù)據(jù)共享：通過集線器，多臺計算機可以共享資源和數(shù)據(jù)文件，提高了數(shù)據(jù)的可用性和效率。
支持多種網(wǎng)絡協(xié)議：集線器可以同時支持多種網(wǎng)絡協(xié)議，例如以太網(wǎng)、無線局域網(wǎng)等，使得不同設備之間可以進行通信。
自動轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)：集線器能夠根據(jù)數(shù)據(jù)包的地址信息，自動將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到目標計算機，從而提高了整個網(wǎng)絡的傳輸效率。
需要注意的是，集線器在OSI參考模型中工作于物理層，它主要對接收到的信號進行再生整形放大，以擴大網(wǎng)絡的傳輸距離，并將所有節(jié)點集中在以它為中心的節(jié)點上。此外，集線器在轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)時采用的是廣播方式，即不是直接把數(shù)據(jù)發(fā)送到目的節(jié)點，而是把數(shù)據(jù)包發(fā)送到與集線器相連的所有節(jié)點。
總的來說，集線器在局域網(wǎng)中起到了連接、擴展、傳輸和共享數(shù)據(jù)的關鍵作用，是構建和管理網(wǎng)絡的重要設備之一。
1.10調(diào)制解調(diào)器和貓是什么
調(diào)制解調(diào)器，簡稱“貓”，是一種計算機硬件，能夠?qū)⒂嬎銠C的數(shù)字信號翻譯成可沿普通電話線傳送的模擬信號，而這些模擬信號又可被線路另一端的另一個調(diào)制解調(diào)器接收，并譯成計算機可懂的語言。這樣，就實現(xiàn)了兩臺計算機間的通信。簡單來說，調(diào)制解調(diào)器主要起到調(diào)制和解調(diào)的作用，在網(wǎng)絡環(huán)境中，它通常用于將來自互聯(lián)網(wǎng)服務提供商（ISP）的信號轉(zhuǎn)換成電腦或路由器可識別的信號，以便建立互聯(lián)網(wǎng)連接。
光貓，全稱光調(diào)制解調(diào)器（Optical Modem），是一種將光線路信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號的設備。它是連接光纖線路和家庭或企業(yè)網(wǎng)絡的橋梁，主要實現(xiàn)光纖信號與電信號之間的轉(zhuǎn)換，并提供網(wǎng)絡接口，方便用戶接入網(wǎng)絡。光貓的類型主要有基于GPON和EPON技術的設備。
值得注意的是，雖然調(diào)制解調(diào)器和光貓都是用于信號轉(zhuǎn)換的設備，但它們的工作原理和應用場景有所不同?！菊{(diào)制解調(diào)器主要用于電話線或有線電視線等傳輸介質(zhì)，而光貓則專門用于光纖線路】
總的來說，這些設備在計算機網(wǎng)絡中各自扮演著重要的角色，共同為用戶的網(wǎng)絡體驗提供支持。如需更多關于這些設備的信息，建議查閱相關的技術文檔或咨詢專業(yè)的技術人員。
1.11局域網(wǎng)工作在數(shù)據(jù)鏈路層
局域網(wǎng)確實主要工作在OSI參考模型的數(shù)據(jù)鏈路層。
數(shù)據(jù)鏈路層在局域網(wǎng)中的主要任務是：
將數(shù)據(jù)分成幀進行傳輸，并對幀進行順序控制（流控制）和差錯控制，以避免數(shù)據(jù)在傳輸過程中的丟失和損壞。
局域網(wǎng)中的數(shù)據(jù)鏈路層負責處理網(wǎng)絡接口與傳輸介質(zhì)之間的通信。它接收來自網(wǎng)絡層的數(shù)據(jù)包，并將其封裝成幀，然后發(fā)送到物理層進行傳輸。在接收端，數(shù)據(jù)鏈路層負責從物理層接收幀，并進行解封裝，將數(shù)據(jù)還原為原始的數(shù)據(jù)包，再傳遞給網(wǎng)絡層。
此外，數(shù)據(jù)鏈路層還負責處理網(wǎng)絡中的流量控制和差錯控制。流量控制確保網(wǎng)絡中的數(shù)據(jù)傳輸不會過快而導致數(shù)據(jù)丟失或網(wǎng)絡擁塞，而差錯控制則通過一系列機制（如校驗和、確認應答等）來檢測和糾正數(shù)據(jù)傳輸中的錯誤。
因此，可以說局域網(wǎng)的主要工作是在數(shù)據(jù)鏈路層進行的，它確保了數(shù)據(jù)在局域網(wǎng)中的可靠傳輸。當然，局域網(wǎng)也涉及到物理層的操作，如信號傳輸和介質(zhì)訪問控制等，但這些都屬于物理層的功能范圍。
1.12數(shù)據(jù)鏈路層有什么網(wǎng)絡標準
數(shù)據(jù)鏈路層有多個網(wǎng)絡標準，這些標準確保了不同設備在數(shù)據(jù)鏈路層能夠互相通信。以下是一些主要的數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡標準：
以太網(wǎng)（Ethernet）：以太網(wǎng)是目前最廣泛使用的局域網(wǎng)技術之一。它定義了如何在數(shù)據(jù)鏈路層上傳輸數(shù)據(jù)，包括幀格式、尋址方式以及錯誤檢測機制。以太網(wǎng)標準由IEEE（電氣電子工程師協(xié)會）制定，包括多種速度等級，如10Mbps、100Mbps、1Gbps和10Gbps等。
點到點協(xié)議（PPP）：PPP是一種用于在點對點鏈路上傳輸多協(xié)議數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議。它提供了建立、配置、測試和拆除數(shù)據(jù)鏈路連接的功能，以及錯誤檢測、數(shù)據(jù)壓縮等功能。PPP廣泛應用于撥號連接、專線連接以及無線連接等場景。
高級數(shù)據(jù)鏈路控制（HDLC）：HDLC是一種面向比特的同步數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議，廣泛應用于廣域網(wǎng)（WAN）和某些局域網(wǎng)（LAN）環(huán)境。它支持多種數(shù)據(jù)傳輸模式，包括正常響應模式、異步響應模式和異步平衡模式。HDLC具有高效、可靠的特點，適用于需要高數(shù)據(jù)傳輸速率和低延遲的應用。
令牌環(huán)網(wǎng)（Token Ring）：雖然以太網(wǎng)在現(xiàn)代網(wǎng)絡中更為常見，但令牌環(huán)網(wǎng)在過去也曾是一種重要的局域網(wǎng)技術。它使用令牌傳遞機制來避免數(shù)據(jù)碰撞，并提供了較高的數(shù)據(jù)傳輸速率和可靠性。令牌環(huán)網(wǎng)的標準由IBM等公司制定。
除了上述幾種主要的網(wǎng)絡標準外，數(shù)據(jù)鏈路層還有其他一些標準和協(xié)議，如幀中繼（Frame Relay）、異步傳輸模式（ATM）等。這些標準和協(xié)議在不同的應用場景和網(wǎng)絡環(huán)境中發(fā)揮著重要作用，確保數(shù)據(jù)在鏈路層上能夠可靠地傳輸。
需要注意的是，隨著網(wǎng)絡技術的不斷發(fā)展，新的數(shù)據(jù)鏈路層標準和協(xié)議也在不斷涌現(xiàn)。因此，在實際應用中，需要根據(jù)具體的網(wǎng)絡環(huán)境和需求選擇合適的標準和協(xié)議。
1.13以太網(wǎng)，令牌環(huán)網(wǎng)，無限lan
以太網(wǎng)、令牌環(huán)網(wǎng)和無線LAN是三種不同的網(wǎng)絡技術，各自具有獨特的特點和適用場景。
以太網(wǎng)（Ethernet）是一種基于共享介質(zhì)（如雙絞線或光纖）的局域網(wǎng)（LAN）技術。它使用CSMA/CD（載波監(jiān)聽多點接入/碰撞檢測）協(xié)議來協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)傳輸，具有高效、可靠和靈活的特點。以太網(wǎng)的標準由IEEE（電氣和電子工程師協(xié)會）制定，有多種不同的速率和傳輸介質(zhì)可選，是目前應用最廣泛的局域網(wǎng)技術之一。
令牌環(huán)網(wǎng)（Token Ring）則是一種不同的網(wǎng)絡技術，常用于IBM系統(tǒng)中。在這種網(wǎng)絡中，有一個專門的幀稱為“令牌”，在環(huán)路上持續(xù)地傳輸以確定一個節(jié)點何時可以發(fā)送數(shù)據(jù)包。當節(jié)點需要發(fā)送數(shù)據(jù)時，它必須等待令牌的到來，然后才能發(fā)送。這種方式可以避免多個節(jié)點同時發(fā)送數(shù)據(jù)導致的沖突，從而實現(xiàn)網(wǎng)絡的穩(wěn)定傳輸。令牌環(huán)網(wǎng)具有身份驗證、傳輸流量控制、高容錯性和易于安裝維護等特點。
無線LAN（Wireless Local Area Network）則是一種利用無線通信技術實現(xiàn)局域網(wǎng)連接的方式。它使用無線電波、紅外線等無線傳輸介質(zhì)，允許設備在無需物理連接的情況下進行通信。無線LAN具有靈活性高、移動性強、易于擴展等優(yōu)點，廣泛應用于家庭、辦公室、公共場所等場景。
綜上所述，以太網(wǎng)、令牌環(huán)網(wǎng)和無線LAN各有其特點和適用場景。在選擇網(wǎng)絡技術時，需要根據(jù)實際需求和網(wǎng)絡環(huán)境進行綜合考慮，選擇最適合的技術方案。
1.14網(wǎng)絡通信的理解
- 華為等生產(chǎn)路由器等通信設備，移動，聯(lián)通去裝。==》國家式基礎設施建設。收益可能遠不如成本。買地，招人，買設備，拿授權，做基站。鋪設網(wǎng)絡一般是成熟的公司才會去做，小型公司亟待解決的問題是運營和生存，他們通常會選擇做一些軟件供用戶使用，在短時間內(nèi)變現(xiàn)。而鋪設網(wǎng)絡這樣涉及到人/政府/物/財/時間的復雜工作且短時間內(nèi)無法變現(xiàn)，不是他們想做的。像聯(lián)通移動這樣去做這樣工作的公司，通常想盡一切辦法增大收入，比如推銷電話卡。
- 為了省電話費，通信雙方規(guī)定A打電話，響一下B掛斷表示B很好，無需擔心。響兩下表示B沒有錢了。響三下表示其他事情，B直接接通電話。電話響1，2，3聲代表什么==》減少成本 ? 協(xié)議/約定的目的：高效通信，減少成本
- 協(xié)議同，語系不同，即不同的一方對01賦予的含義不同，頻率疏密/信號強弱，雖然遵守協(xié)議，但仍然不知道什么意思。 即雙方規(guī)定了協(xié)議：10分別代表什么，但是雙方對01的表示方式不一樣。 要想傳遞各種不同的信息，就需要約定好雙方的數(shù)據(jù)格式。
- 計算機生產(chǎn)廠商有很多；計算機操作系統(tǒng)；也有很多；計算機網(wǎng)絡硬件設備, 還是有很多。如何讓這些不同廠商之間生產(chǎn)的計算機能夠相互順暢的通信? 約定一個共同的標準！大家都來遵守，這就是 網(wǎng)絡協(xié)議；規(guī)范軟硬件通信標準成為行業(yè)標準，軟件協(xié)議，硬件標準。不同廠商都要遵守行業(yè)標準。全球遵守一個標準，就可以實現(xiàn)通信。美國制裁華為的5g，是因為誰定標準誰有話語權。
協(xié)議分層：通信的復雜，本質(zhì)是和距離成正相關的!
- 操作系統(tǒng)要進行協(xié)議管理 – 先描述，在組織
- 協(xié)議本質(zhì)就是軟件，軟件是可以”分層“
- 協(xié)議在設計的時候，就是被層狀的劃分的!
- 協(xié)議 ==> 內(nèi)核結構體，結構體對象發(fā)送–報頭。協(xié)議本質(zhì)是一種軟件，可以分層； 之前見到過的分層：類內(nèi)實現(xiàn)方法，main函數(shù)調(diào)用；底層的文件–struct file{}；類的繼承。
- 為什么要劃分成為層狀結構呢? a.場景復雜 b.功能解耦，便于人們進行各種維護==》網(wǎng)絡協(xié)議也是層狀的!
- 雙方通信在用戶層理解是雙方直接在通信，一旦距離放大，面對main通信不切實際，而在遠距離通信時，為了把數(shù)據(jù)能夠正確高效的發(fā)收，需要遵守協(xié)議，而通信雙方通常不需要關心底層協(xié)議如何工作的，他們通常關心他們在通信什么內(nèi)容，如：你跟好友打電話，你以為你是跟他直接交流，實際上，你說的話發(fā)給手機，手機解碼播放。你也不關心你的話是怎么傳給他的，你只認為你們是在“面對面交流”，并不關心底層協(xié)議的實現(xiàn)。你們說的英語也好，漢語也好，你們都認為是在實時“面對面交流”，并不關心數(shù)據(jù)是如何發(fā)收的。又如，老板a給秘書a，秘書a給秘書b，秘書b給老板b。人交流只管他們在交流什么：吃什么幾點，去哪。而不關心電話是怎么對語音進行 解碼/加密/以某個頻率 發(fā)送的。
2.網(wǎng)絡協(xié)議
2.1簡要敘述OSI七層模型
- OSI（Open System Interconnection，開放系統(tǒng)互連）七層網(wǎng)絡模型稱為開放式系統(tǒng)互聯(lián)參考模型，是一個邏輯上的定義和規(guī)范;
- 把網(wǎng)絡從邏輯上分為了7層. 每一層都有相關、相對應的物理設備，比如路由器，交換機;
- OSI 七層模型是一種框架性的設計方法，其最主要的功能使就是幫助不同類型的主機實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸;
- 它的最大優(yōu)點是將服務、接口和協(xié)議這三個概念明確地區(qū)分開來，概念清楚，理論也比較完整.
- 通過七個層次化的結構模型使不同的系統(tǒng)不同的網(wǎng)絡之間實現(xiàn)可靠的通訊;
- 它既復雜又不實用; 按照TCP/IP四層模型來學習.
詳細介紹----圖片來源
OSI（Open System Interconnection）七層模型，即開放系統(tǒng)互連參考模型，是網(wǎng)絡通信中的一種概念模型，用于描述網(wǎng)絡設備如何相互連接、通信以及數(shù)據(jù)如何在它們之間傳輸。該模型將網(wǎng)絡通信劃分為七個層次，從高到低依次為：應用層、表示層、會話層、傳輸層、網(wǎng)絡層、數(shù)據(jù)鏈路層和物理層。每個層次都有其特定的功能和作用，它們協(xié)同工作以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的完整傳輸。
應用層：直接為用戶的應用進程提供服務，如文件傳輸、電子郵件等。應用層協(xié)議定義了數(shù)據(jù)格式和協(xié)議規(guī)則，以確保不同應用之間的互操作性。
表示層：對上層數(shù)據(jù)或信息進行變換以保證一個主機應用層信息可以被另一個主機的應用程序理解。表示層負責數(shù)據(jù)的表示、加密和壓縮等功能。
會話層：負責建立、管理和終止會話。會話層在傳輸層之上提供建立、維護和終止通信連接的服務。管理和控制登陸狀態(tài)/同步服務：看電影斷電了，下次再看繼續(xù)看。
傳輸層：提供端到端的可靠數(shù)據(jù)傳輸服務。傳輸層負責數(shù)據(jù)的分段、重組、流量控制和錯誤控制等功能，以確保數(shù)據(jù)在傳輸過程中的完整性和可靠性。
網(wǎng)絡層：負責將數(shù)據(jù)從源端傳輸?shù)侥康亩耍瑢崿F(xiàn)路由選擇和分組轉(zhuǎn)發(fā)。網(wǎng)絡層協(xié)議如IP協(xié)議，負責在不同網(wǎng)絡之間傳輸數(shù)據(jù)包。
數(shù)據(jù)鏈路層：將數(shù)據(jù)分成幀進行傳輸，負責將數(shù)據(jù)幀從一個節(jié)點傳輸?shù)较噜徆?jié)點。數(shù)據(jù)鏈路層實現(xiàn)幀同步、差錯控制等功能，以確保數(shù)據(jù)在物理鏈路上的可靠傳輸。
物理層：負責傳輸比特流，定義了傳輸介質(zhì)、接口特性等物理特性。物理層為數(shù)據(jù)在通信鏈路上的傳輸提供物理基礎。
OSI七層模型為網(wǎng)絡通信提供了一個清晰的框架，有助于理解網(wǎng)絡的工作原理和設計網(wǎng)絡協(xié)議。雖然在實際應用中，并非所有網(wǎng)絡設備和系統(tǒng)都完全遵循OSI七層模型，但該模型仍為網(wǎng)絡通信的發(fā)展提供了重要的理論基礎。
OSI vs TCP/IP
- OSI是七層，模型去創(chuàng)造“實物”TCP/IP時，用了四層。
- 物理層/數(shù)據(jù)鏈路層/網(wǎng)絡層 是 兩臺計算機能夠進行通信的最低要求，怎么 【傳數(shù)據(jù)/能不能傳 對】 由傳輸層/應用層維護。
- 數(shù)據(jù)鏈路層/網(wǎng)卡層 在網(wǎng)絡驅(qū)動中完成，網(wǎng)卡/無線網(wǎng)卡/令牌環(huán)網(wǎng)，這一層的驅(qū)動程序有差別，不同的計算機有差別。
- 對于一臺主機，操作系統(tǒng)內(nèi)核實現(xiàn)了從傳輸層到網(wǎng)絡層的內(nèi)容；
對于一臺交換機，它實現(xiàn)了從數(shù)據(jù)鏈路層到物理層；
對于一臺路由器，它實現(xiàn)了從網(wǎng)絡層到物理層；
對于集線器；它只實現(xiàn)了物理層；
現(xiàn)在的路由器已經(jīng)到了應用層，可以完成應用層的很多功能，甚至自帶了網(wǎng)頁信息，http請求，支持htcp等。. 很多交換機也實現(xiàn)了網(wǎng)絡層的轉(zhuǎn)發(fā); 很多路由器也實現(xiàn)了部分傳輸層的內(nèi)容(比如端口轉(zhuǎn)發(fā))
2.2為什么OSI是七層，TCP/IP是四層或五層
OSI（開放系統(tǒng)互連）七層模型和TCP/IP四層或五層模型的設計差異主要源于它們的初衷、目標以及實際應用場景的不同。
OSI七層模型是國際標準化組織（ISO）制定的開放系統(tǒng)互連基本參考模型，旨在提供一個通用的、標準化的網(wǎng)絡通信框架。這個模型從物理層到應用層，每一層都有其特定的功能和職責，旨在確保數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡中的完整、可靠傳輸。七層的設計使得每一層的功能劃分得非常清晰，有利于網(wǎng)絡設計的簡化和清晰化，同時也提供了很大的靈活性，因為各層相對獨立，修改某一層的協(xié)議不會影響到其他層。
然而，OSI七層模型在實際應用中并未得到廣泛采納，主要原因在于其實現(xiàn)起來過于復雜，運行效率相對較低，且層次劃分在某些方面顯得不夠合理，一些功能在多個層次重復出現(xiàn)。
相比之下，TCP/IP模型則更注重實際應用和效率。TCP/IP模型將網(wǎng)絡通信劃分為網(wǎng)絡接口層、網(wǎng)際層、運輸層和應用層（有時將運輸層和應用層之間的會話層和表示層也納入其中，形成五層模型）。這種設計更加簡潔高效，更適用于互聯(lián)網(wǎng)的實際應用。TCP/IP模型在互聯(lián)網(wǎng)領域得到了廣泛應用，并成為了事實上的國際標準。
總的來說，OSI七層模型和TCP/IP四層或五層模型的設計差異反映了它們不同的設計初衷和目標。OSI模型更注重標準化和通用性，而TCP/IP模型則更注重實際應用和效率。在實際應用中，可以根據(jù)具體需求和場景選擇合適的模型。
2.3TCP/IP沒有遵從OSI這個基本參考模型。這句話對嗎？
TCP/IP協(xié)議棧在設計時并沒有完全遵從OSI七層模型，但這并不意味著TCP/IP與OSI沒有任何關聯(lián)或相似之處。
首先，TCP/IP模型與OSI模型在概念上有許多相似之處。例如，兩者都涉及到數(shù)據(jù)的封裝和解封裝、層次化的通信以及端到端的通信。TCP/IP模型中的網(wǎng)絡接口層、網(wǎng)際層、運輸層和應用層，與OSI模型中的物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡層、傳輸層和應用層，在功能上有很大的對應關系。
然而，TCP/IP模型并沒有完全遵循OSI模型的層次劃分。例如，OSI模型中的表示層和會話層在TCP/IP模型中并沒有直接的對應層次。TCP/IP更注重實際應用和效率，因此在設計時對一些功能進行了合并或簡化。
此外，TCP/IP模型在實際應用中得到了廣泛采納，并成為了互聯(lián)網(wǎng)的事實標準。盡管它沒有完全遵從OSI模型，但這并不影響其在網(wǎng)絡通信中的重要性和有效性。
因此，說TCP/IP沒有遵從OSI這個基本參考模型是部分正確的，因為它們在設計理念、層次劃分和功能實現(xiàn)上確實存在一些差異。但兩者在概念上仍有相似之處，且都是網(wǎng)絡通信領域的重要參考模型。
TCP/IP（Transmission Control Protocol/Internet Protocol，傳輸控制協(xié)議/網(wǎng)際協(xié)議）
能夠在多個不同網(wǎng)絡間實現(xiàn)信息傳輸?shù)膮f(xié)議簇。TCP/IP協(xié)議不僅僅指的是TCP 和IP兩個協(xié)議，而是指一個由FTP、SMTP、TCP、UDP、IP等協(xié)議構成的協(xié)議簇， 只是因為在TCP/IP協(xié)議中TCP協(xié)議和IP協(xié)議最具代表性，所以被稱為TCP/IP協(xié)議
網(wǎng)絡使用中的最基本的通信協(xié)議；對互聯(lián)網(wǎng)中各部分進行通信的標準和方法進行了規(guī)定；保證網(wǎng)絡數(shù)據(jù)信息及時、完整傳輸；嚴格來說是一個四層的體系結構，應用層、傳輸層、網(wǎng)絡層和數(shù)據(jù)鏈路層都包含其中。
2.4為什么叫做“以太”網(wǎng)？
以太網(wǎng)（Ethernet）的名稱源于早期的科學假設和物理學理論。當時，科學家們提出了一個假設，即聲音是通過空氣傳播的，那么光是如何傳播的呢？有人提出，光可能是通過一種叫做“以太”的物質(zhì)進行傳播的。然而，后來的科學研究，特別是愛因斯坦的理論，證明了以太這種物質(zhì)實際上是不存在的。
盡管如此，當以太網(wǎng)技術誕生時，人們?yōu)榱思o念這個曾經(jīng)的科學假設，就將這種局域網(wǎng)技術命名為“以太網(wǎng)”。因此，以太網(wǎng)的名字是對早期科學假設的一種致敬，同時也體現(xiàn)了其在計算機領域中作為通信介質(zhì)的重要角色。
此外，以太網(wǎng)最早是由美國的Xerox公司與前DEC公司設計的一種通信方式，后來被IEEE802.3委員會規(guī)范化。因此，以太網(wǎng)有時也被稱為802.3以太網(wǎng)。在實際應用中，以太網(wǎng)以其高效、可靠和靈活的特點，成為了當今局域網(wǎng)技術的主流。
2.5NAT協(xié)議
NAT（Network Address Translation）是一種網(wǎng)絡地址轉(zhuǎn)換協(xié)議，它能夠?qū)?nèi)部網(wǎng)絡的私有IP地址和外部網(wǎng)絡的公網(wǎng)IP地址進行轉(zhuǎn)換，使得內(nèi)部網(wǎng)絡的計算機能夠訪問公網(wǎng)上的資源。NAT協(xié)議的出現(xiàn)主要是因為IPv4地址資源有限，無法滿足網(wǎng)絡中所有設備都擁有唯一的公網(wǎng)IP地址的需求。NAT協(xié)議能夠有效地利用現(xiàn)有的IPv4地址資源，實現(xiàn)多個內(nèi)部網(wǎng)絡設備共享同一個公網(wǎng)IP地址的功能，從而減輕了IPv4地址不足的壓力。
NAT協(xié)議的工作原理如下：
當內(nèi)部網(wǎng)絡的設備需要訪問外部網(wǎng)絡時，NAT設備會將該設備的私有IP地址轉(zhuǎn)換為公網(wǎng)IP地址，并將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)包發(fā)送到外部網(wǎng)絡。當外部網(wǎng)絡的響應數(shù)據(jù)返回時，NAT設備會將其中的公網(wǎng)IP地址轉(zhuǎn)換回對應的私有IP地址，然后將數(shù)據(jù)包發(fā)送到內(nèi)部網(wǎng)絡的相應設備。
NAT協(xié)議有三種實現(xiàn)方式：
靜態(tài)NAT、動態(tài)NAT和PAT（端口地址轉(zhuǎn)換）。靜態(tài)NAT是將一個私有IP地址映射到一個公共IP地址，實現(xiàn)一對一的映射關系，適用于需要固定映射關系的情況。動態(tài)NAT適用于多個內(nèi)部設備共享有限的公共IP地址的情況。PAT則是通過端口號的映射，使得多個內(nèi)部設備可以共享一個公共IP地址的不同端口，從而進一步提高IP地址的利用率。
NAT協(xié)議的應用場景非常廣泛
包括私網(wǎng)主機訪問外網(wǎng)服務器、外網(wǎng)主機訪問私網(wǎng)服務器、NAT ALG（應用于一些協(xié)議中以字符串形式保存的IP地址和端口號信息的情況）、NAT多實例（將NAT的應用分成不同的虛擬NAT）以及私網(wǎng)主機通過域名訪問私網(wǎng)服務器（DNS-Mapping）等。
總的來說，NAT協(xié)議在網(wǎng)絡通信中起到了非常重要的作用，它有效地解決了公網(wǎng)地址不足的問題，使得內(nèi)部網(wǎng)絡的設備能夠正常訪問外部網(wǎng)絡資源。
2.6TCP/IP五層(或四層)模型
- TCP/IP是一組協(xié)議的代名詞，它還包括許多協(xié)議，組成了TCP/IP協(xié)議簇。
- TCP/IP通訊協(xié)議采用了5層的層級結構，每一層都呼叫它的下一層所提供的網(wǎng)絡來完成自己的需求。
分層
物理層: 負責光/電信號的傳遞方式。比如現(xiàn)在以太網(wǎng)通用的網(wǎng)線(雙絞 線)、早期以太網(wǎng)采用的的同軸電纜，(現(xiàn)在主要用于有線電視)、光纖，現(xiàn)在的wifi無線網(wǎng)使用電磁波等都屬于物理層的概念。物理層的能力決定了最大傳輸速率、傳輸距離、抗干擾性等。集線器(Hub)工作在物理層。
數(shù)據(jù)鏈路層: 負責設備之間的數(shù)據(jù)幀的傳送和識別。例如網(wǎng)卡設備的驅(qū)動、幀同步(從網(wǎng)線上檢測到什么信號算作新幀的開始)、沖突檢測(檢測到?jīng)_突就自動重發(fā))、數(shù)據(jù)差錯校驗等工作。有以太網(wǎng)、令牌環(huán)網(wǎng)，無線LAN等標準。交換機(Switch)工作在數(shù)據(jù)鏈路層。
網(wǎng)絡層: 負責地址管理和路由選擇. 例如在IP協(xié)議中, 通過IP地址來標識一臺主機, 并通過路由表的方式規(guī)劃出兩臺主機之間的數(shù)據(jù)傳輸?shù)木€路(路由). 路由器(Router)工作在網(wǎng)路層.
傳輸層: 負責兩臺主機之間的數(shù)據(jù)傳輸. 如傳輸控制協(xié)議 (TCP), 能夠確保數(shù)據(jù)可靠的從源主機發(fā)送到目標主機.
應用層: 負責應用程序間溝通，如簡單電子郵件傳輸（SMTP）、文件傳輸協(xié)議（FTP）、網(wǎng)絡遠程訪問協(xié)議（Telnet）等。網(wǎng)絡編程主要就是針對應用層.
2.7協(xié)議棧
協(xié)議棧（Protocol Stack），又稱協(xié)議堆疊，是計算機網(wǎng)絡協(xié)議套件的一個具體的軟件實現(xiàn)。協(xié)議套件中的一個協(xié)議通常是只為一個目的而設計的，這樣可以使得設計更容易。因為每個協(xié)議模塊通常都要和上下兩個其他協(xié)議模塊通信，它們通?？梢韵胂蟪墒菂f(xié)議棧中的層。每個高級的層次增加更多的特性，用戶應用程序只是處理最上層的協(xié)議。
協(xié)議棧是網(wǎng)絡中各層協(xié)議的總和，其形象地反映了網(wǎng)絡中文件傳輸?shù)倪^程：由上層協(xié)議到底層協(xié)議，再由底層協(xié)議到上層協(xié)議。使用最廣泛的是英特網(wǎng)協(xié)議棧，由上到下的協(xié)議分別是：
應用層（HTTP，TELNET，DNS，EMAIL等）
運輸層（TCP，UDP）
網(wǎng)絡層（IP）
鏈路層（WI-FI，以太網(wǎng)，令牌環(huán)，F(xiàn)DDI等）
物理層
協(xié)議棧的設計需要考慮協(xié)議棧的特點，比如有的協(xié)議棧是對稱的（比如rtsp流控協(xié)議），有些是不對稱的（比如http協(xié)議），所以在把握大結構的同時要針對各自的特點來設計。
在實際應用中，協(xié)議棧的開發(fā)需要完成一系列步驟，如閱讀協(xié)議定義文檔，設計協(xié)議棧的框架，編碼開發(fā)等。同時，還需要考慮如何處理低優(yōu)先級任務，如何優(yōu)化性能等問題。
請注意，協(xié)議棧只是計算機網(wǎng)絡中的一個組成部分，其設計和實現(xiàn)需要綜合考慮網(wǎng)絡的整體架構和需求。因此，對于協(xié)議棧的深入理解需要具備一定的計算機網(wǎng)絡知識和實踐經(jīng)驗。
3.計算機通信流程
兩臺一根線，多臺多根線，再多集線器。
- 集線器：廣播式發(fā)送 ； 多設備同時發(fā)送：數(shù)據(jù)紊亂
- 交換機：交換機有多個接口，每個接口存儲一臺設備的mac地址，表示這臺計算機可以由這個接口來向其他接口發(fā)信息。交換機mac到mac的通信；初次mac地址表的創(chuàng)建：A[macA，macB]通過交換機的接口泛洪式發(fā)送（該接口也就存儲了A的mac地址），只有B匹配，B接收到信息；B回復A，連接到交換機對應的接口，該接口也就存儲了B的mac地址，交互機上次已經(jīng)存儲了A的mac，那么B可以通過交換機可以向A的接口發(fā)，不用再泛洪；經(jīng)過幾次通信后，mac地址表會記錄下所有的接口分別對應哪些設備，這樣就可以實現(xiàn)設備間通信； mac地址跟設備的網(wǎng)卡綁定，網(wǎng)卡更換，mac地址也就變了，mac地址表接口存儲的該mac地址也就無用了，于是提出來一個抽象的地址–》ip地址。
- IP地址：在不知道對方設備的mac地址但知道其ip地址時，A[macA，ipA，ipB]通過交換機的接口泛洪式發(fā)送（該接口也就存儲了A的mac地址），B設備匹配ipB，之后B就會把消息的發(fā)送方A的（mac–ip）保存下來即arp記錄表 供以后使用，然后B回復A，A就會把消息的回復方B的（mac–ip）保存下來。通信雙方有了對應的mac地址就可以通信了，由ip-》mac的過程稱為arp協(xié)議；
- 分網(wǎng)段：內(nèi)網(wǎng) — 路由器 — 外網(wǎng)
內(nèi)網(wǎng)設備A向外網(wǎng)發(fā)消息，先去路由器，怎么去呢？A的網(wǎng)關記錄路由器的ip；路由器上有路由表，記錄著最終目的地和下一目的地。也就是說，這條消息從一開始就知道他要【ipA–>ipB】，A先去了路由器，路由器根據(jù)A的目的地B來為這條消息選擇下一步【mac】去哪，即“下一跳”。然后如此一步一步到達目的地。誰來維護路由表？==》自動互相學習，自動管理路由表的OSPF協(xié)議，更牛的BGP協(xié)議。 - 端口：ip地址記錄AB雙方的ip，A通常發(fā)消息是要發(fā)給B的某一個應用，為每個應用配一個端口號，A發(fā)消息時報文中寫（ipA，ipB，端口A1，端口B1）帶端口的消息發(fā)送==》UDP協(xié)議。UDP不穩(wěn)定–》TCP穩(wěn)定又可靠。引入端口: 從不同的計算機設備間通信講到端口即進程的通信:本質(zhì)上是用戶想要通過機器上的應用來發(fā)送或接收數(shù)據(jù)。IP地址(公網(wǎng)IP)，標定了主機的唯一性。把數(shù)據(jù)送到對方的機器是目的嗎?不是，網(wǎng)絡通信過程，本質(zhì)其實是進程間通信!將數(shù)據(jù)在主機間轉(zhuǎn)發(fā)僅僅是手段，機器收到之后，需要將數(shù)據(jù)交付給指定的進程!端口號是標識特定主機上的進程的唯一性。
4.網(wǎng)絡傳輸流程
同一個網(wǎng)段內(nèi)的兩臺主機進行文件傳輸.
應用層：Telnet、FTP和e-mail等
傳輸層：TCP和UDP
網(wǎng)絡層：IP、ICMP和IGMP
鏈路層：設備驅(qū)動程序及接口卡
兩臺計算機通過TCP/IP協(xié)議通訊的過程如下所示
局域網(wǎng)中兩臺主機是可以直接通信的
邏輯上每層直接通信，物理上需要經(jīng)過好幾層協(xié)議
每層都有自己的協(xié)議定制方案，每層協(xié)議都要有自己的協(xié)議報頭
從上到下交付數(shù)據(jù)的時候，要添加報頭
封裝的本質(zhì): 添加報頭
解包: 去掉報頭&&展開分析
跨網(wǎng)段的主機的文件傳輸.
數(shù)據(jù)從一臺計算機到另一臺計算機傳輸過程中要經(jīng)過一個或多個路由器
端口號
- 用端口號來標識進程的唯一性而不是用pid，pid屬于進程管理的范疇:解耦!
- 進程有很多，并不是所有的進程都需要端口號，即并不是所有的進程都需要進行通信，只給需要通信的進程分配端國號。
- 10086是一個服務系統(tǒng) 包含很多服務人員 ? ip 地址標識一個機器，機器內(nèi)有許多帶著端口號的進程；服務人員的工號 – 端口號。打10086==> 標識機器；服務人員服務 ? 進程通信
- 一個進程可以綁定多個端口號；但是一個端口號不能被多個進程綁定
- 再理解:通常所說的計算機間通信，實際上，是用戶使用計算機設備上的某一個應用來與另一臺機器上的應用通信。
- 端口號是一個2字節(jié)16位的整數(shù);
- 端口號用來標識一個進程, 告訴操作系統(tǒng), 當前的這個數(shù)據(jù)要交給哪一個進程來處理;
- IP地址 + 端口號能夠標識網(wǎng)絡上的某一臺主機的某一個進程;
- 一個端口號只能被一個進程占用.
10.傳輸層協(xié)議(TCP和UDP)的數(shù)據(jù)段中有兩個端口號, 分別叫做源端口號和目的端口號. 就是在描述 “數(shù)據(jù)是誰發(fā)的, 要發(fā)給誰”;
數(shù)據(jù)包封裝和數(shù)據(jù)包分用
- 不同的協(xié)議層對數(shù)據(jù)包有不同的稱謂，在傳輸層叫做段(segment)，在網(wǎng)絡層叫做數(shù)據(jù)報 (datagram)，在鏈路層叫做幀(frame).
- 應用層數(shù)據(jù)通過協(xié)議棧發(fā)到網(wǎng)絡上時，每層協(xié)議都要加上一個數(shù)據(jù)首部(header)，稱為封裝(Encapsulation). 【報頭】
- 首部信息中包含了一些類似于首部有多長，載荷(payload)有多長，上層協(xié)議是什么等信息
- 數(shù)據(jù)封裝成幀后發(fā)到傳輸介質(zhì)上，到達目的主機后每層協(xié)議再剝掉相應的首部，根據(jù)首部中的 “上層協(xié)議字段” 將數(shù)據(jù)交給對應的上層協(xié)議處理。
IP/MAC
認識IP地址
IP協(xié)議有兩個版本，IPv4和IPv6。凡是提到IP協(xié)議，默認指IPv4
IP地址是在IP協(xié)議中，用來標識網(wǎng)絡中不同主機的地址；
對于IPv4來說，IP地址是一個4字節(jié)， 32位的整數(shù);
通常也使用 “點分十進制” 的字符串表示IP地址, 例如 192.168.0.1 ; 用點分割的每一個數(shù)字表示一個字節(jié), 范圍是 0 - 255;
認識MAC地址
MAC地址用來識別數(shù)據(jù)鏈路層中相連的節(jié)點;
長度為48位, 及6個字節(jié). 一般用16進制數(shù)字加上冒號的形式來表示(例如: 08:00:27:03:fb:19)
在網(wǎng)卡出廠時就確定了, 不能修改. mac地址通常是唯一的(虛擬機中的mac地址不是真實的mac地址, 可能會沖突; 也有些網(wǎng)卡支持用戶配置mac地址).
5.B站Up優(yōu)質(zhì)截圖
5.1各施其職
客戶端主機最初并不知道默認網(wǎng)關的MAC地址，沒有辦法封裝成幀
這時候就可以用ARP協(xié)議去廣播，找到網(wǎng)關IP對應的MAC地址：把包（客戶端ip+網(wǎng)關ip）封裝成幀（客戶端mac+廣播mac），源MAC地址填自己的，目標MAC地址填廣播地址，假設有個二層交換機，這個交換機記錄不同的接口對應的MAC地址，交換機收到廣播后發(fā)送出去；
默認網(wǎng)關收到消息后查看幀里的包，發(fā)現(xiàn)發(fā)送端的ip地址是自己的ip地址，知道對方在找自己，把自己的MAC地址封裝成幀還給對方，這樣對方就知道網(wǎng)關的mac了。
繼續(xù)前面的
當前設備接受到幀，目標mac是自己的，就拆開，發(fā)現(xiàn)ip不是，但是自己的路由表有怎么去目標ip的條目，然后把源mac重新改成自己，目標mac改成下一跳(指的是下一個三層設備)，這樣轉(zhuǎn)發(fā)出去
文章來源：http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-850632.html
域名–》ip地址：dns服務器：查號臺：企業(yè)名字 —》地址；電腦會自動獲取寬帶運營商DNS服務器的IP地址/或者是 去咱們自己指定的公共DNS服務器查詢；電腦會先去這個地址 找DNS服務器；查詢(解析)bigsister這個網(wǎng)址所對應的IP地址；如果能查到的話 DNS服務器就會把IP地址發(fā)回來；查不到：它就會去問上面的根域名服務器（記錄了哪些服務器是負責查.com/.cn的）；
總結：DNS服務器，查不到 ， ROOT服務器，告訴可以查其余幾臺。之后就跟上面講的一樣了。文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-850632.html
到了這里，關于【Linux】網(wǎng)絡基礎常識{OSI七層模型/ TCP/IP / 端口號 /各種協(xié)議}的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請在右上角搜索TOY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！
