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本篇笔记是根据B站上的视频教程整理而成,感谢UP主的精彩讲解!如果需要了解更多细节,可以参考以下视频:
https://www.bilibili.com/video/BV1rdT6zQEMg/?spm_id_from=333.788.videopod.episodes&vd_source=e539f90574cdb0bc2bc30a8b5cb3fc00&p=6https://www.bilibili.com/video/BV1rdT6zQEMg/?spm_id_from=333.788.videopod.episodes&vd_source=e539f90574cdb0bc2bc30a8b5cb3fc00&p=6
一、通信与网络
1、华为设备图标简介
2、网络通信基本概念
网络通信:指终端设备(如电脑、手机、打印机等)之间通过计算机网络进行的通信
3、常见术语
术语 | 说明 |
---|---|
数据载荷 | 最终想要传递的信息 |
报文 | 网络中交换与传输的数据单元 |
头部 | 在数据载荷的前面添加的信息段 |
尾部 | 在数据载荷的后面添加的信息段 |
封装 | 对数据载荷添加头部和尾部,新成新的报文的过程 |
解封装 | 去掉报文的头部和尾部,获取数据载荷的过程 |
网关 | 提供协议转换、路由选择、数据交换等功能的网络设备 |
路由器 | 为报文选择传递路径的网络设备 |
终端设备 | 数据通信系统的端设备,作为数据的发送者或接收者 |
4、数据通信网络基本概念
数据通信网络:是由路由器、交换机、防火墙、无线控制器、无线接入点等网络设备,以及个人电脑、网络打印机、服务器等终端设备共同构成的通信网络。其核心功能是实现设备之间的数据互通
5、网络设备
5.1、路由器
路由器是一种网络层设备,负责根据报文的目的地址选择最佳路径,将数据报文转发到下一个路由器或直接送达目的地。它广泛应用于局域网、城域网和广域网中,实现不同网络之间的通信。
- 实现同类型网络或异地网络之间的通信
- 隔离广播域
- 维护路由表(Routing Table)、运行路由协议
- 路径(路由信息)选择、IP报文转发
- 广域网接入、网络地址转换
- 连接通过交换机组建的二层网络
5.2、防火墙
防火墙是一种网络安全设备,用于控制两个网络之间的安全通信。它通过监测、限制和更改跨防火墙的数据流,保护内部网络不受外部威胁的侵害
- 隔离不同安全级别的网络
- 实现不同安全级别的网络之间的访问控制(安全策略)
- 用户身份认证
- 实现远程接入功能
- 实现数据加密及虚拟专用网业务
- 执行网络地址转换
- 其他安全功能
5.3、无线设备
二、网络类型与网络拓扑
1、局域网、城域网、广域网
- 局域网(LAN):在小范围内(如几千米内)由计算机、服务器和网络设备组成,例如公司办公网络、网吧或家庭网络
- 城域网(MAN):覆盖城市范围的网络,如宽带城域网、教育城域网或电子政务专网
- 广域网(WAN):覆盖大范围(几十到几千公里),连接多个城市或国家,典型例子是因特网(Internet)
例:教育行业中的局域网、城域网、广域网:
2、网络拓扑
网络拓扑(Network Topology)是指用传输介质(例如双绞线、光纤等)互连各种设备(例如计算机终端、路由器、交换机等)所呈现的结构化布局 。
2.1、网络拓扑形态
三、网络参考模型与标准协议
1、OSI七层参考模型
7.应用层 | 对应用程序提供接口 |
---|---|
6.表示层 | 转换数据格式,确保数据可识别和理解 |
5.会话层 | 建立、管理、终止通信会话 |
4.传输层 | 建立端到端传输,控制节奏,调整排序 |
3.网络层 | 定义逻辑地址;实现数据从源到目的地的转发 |
2.数据链路层 | 封装数据为帧,实现点对点通信,检测差错 |
1.物理层 | 传输bite流,提供机械和电气规范 |
1.1、应用层(PDU:Data)
- HTTP(TCP/80):超文本传输协议,用于网页浏览
- Telnet(TCP/23):远程登录协议,用于远程管理
- FTP(TCP/20,21):文件传输协议,用于文件共享
- SMTP(TCP/25):简单邮件传输协议,用于电子邮件服务
- TFTP(UDP/69):简单文件传输协议
1.2、传输层(PDU:segment段)
传输层接收应用层数据,封装成传输层PDU(Segment,段),并为应用层提供端到端(Port to Port)的连接支持
- TCP(传输控制协议):一种面向连接的、可靠的传输层通信协议,由IETF的RFC 793定义
- UDP(用户数据报协议):一种简单的无连接的传输层协议,由IETF的RFC 768定义
1.3、网络层(PDU:Packet包)
负责主机到主机的数据传递,提供逻辑地址(如IPv4、IPv6),并负责数据包的寻径和转发,常见协议包括ICMP(错误检测)和IGMP(组播管理)
1.4、数据链路层(PDU:Frame(帧))
向上为网络层的IP、IPv6等协议提供服务,向下依赖物理层传输数据。主要功能包括组帧、物理编址和差错控制。以太网是最常见的数据链路层协议,其他还有PPPoE、PPP等
1.5、物理层(PDU:比特流)
负责将数字信号转换为光信号、电信号或电磁波信号,传输比特流(Bitstream)。它规范了线缆、针脚、电压、接口等物理特性,常见的传输介质包括双绞线、光纤和电磁波
2、TCP/IP参考模型
2.1、常见协议(协议地图):
https://info.support.huawei.com/info-finder/info_RedisUX/format/viewSubFormatPageIFrame?lang=zh&domain=0https://info.support.huawei.com/info-finder/info_RedisUX/format/viewSubFormatPageIFrame?lang=zh&domain=0
3、TCP协议三次握手建立连接
TCP协议通过三次握手建立连接,确保双方都准备好进行数据传输
4、TCP协议四次握手关闭连接
TCP协议通过四次握手关闭连接,确保数据传输完成且双方都已准备好断开连接
5、TCP协议滑动窗口机制
6、地址解析协议ARP的工作原理
地址解析协议ARP:根据已知的IP地址解析获得其对应的MAC地址
ARP的工作原理:
四、数据通信过程
1、发送方数据封装
2、中间网络数据传输
封装好的完整数据,将会在网络中被传递
3、接收方数据解封装
五、总结
- 不论是OSI参考模型还是TCP/IP参考模型,都采用了分层的设计理念
- 各个层次之间分工、界限明确,有助于各个部件的开发、设计和故障排除
- 通过定义在模型的每一层实现什么功能,鼓励产业的标准化
- 通过提供接口的方式,使得各种类型的网络硬件和软件能够互相通信,提高兼容性
- 数据的产生与传递,需要各个模块之间相互协作,同时每个模块又需要“各司其职”。
学习永无止境,让我们共同进步!!