历史：
第一代：50年代：（多台）终端（terminal）-->计算机（host）
缺点：1.主机负荷重，效率低。
2.终端速率低，线路利用低，费用高。
60年代：通信控制处理机CCP（communication
control processer）或FET（front end processor）
集中器。
第二代：60年代末：计算机--计算机
1969年，美国国防部国防高级研究计划署（简称ARPA Advanced
Research Project Agency）试验。
1972，ARPA建立采用存储转发方式的分组交换广域网——ARPANET，NCP（network
Control program）协议。 互联网前身。
1973，TCP提出，美国就加州，旧信封勾画网络草图，Vinton(vint)G.Cerf.
70年代末，国际标准化组织ISO指定开放系统互连参考模型（OSI）
1980，TCP/IP加入UNIX内核（BSD4.1）
1982，TCP/IP取代NCP
1983，开发出域名服务系统DNS()
1986，CISCO发明多协议路由器。
1987，中国学术网CANET
1990，ARPANnet被internet取代。
1991,WWW出现。
1993，美国政府“信息高速公路”政策，internet全球爆发性增长。
1994，互联网工程任务组IETF（Internet
Engineering Task Force）研究IPv6.，管理RFC
（requestfor
conment）
第三代：分布式计算模型。
第四代：互联，高速，智能，应用广泛。
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组成：
边缘部分：主机：C/S,P2P
核心部分：电路交换 Circuit
Switching先连接再通信，实时性好。电话。
分组交换 package switch
数据分组，线路不唯一
报文交换：message switch 整条信息发送，效率低
分类：
局域网LAN (local area network)：高速，基带传输。
星型（star） --以太网
（ethernet）
网卡（RJ-45）+四对双绞线连接+hub+Modem+电话线（一对双绞线），点对点并联
总线型（bus/树tree）--（用hub星型连接）以太网
--IEEE 802.3“争用型CSMA/CD”
用 同轴电缆
纯总线型的已经淘汰。
环形（ring）
--令牌环网（token ring） --IEEE
802.5"轮询型"
--光纤分布式数据接口（FDDI）
--ATM（asynchronous transfer mode）
*城域网MAN（metropolitan area network）
广域网WAN (wide area
network):多个局域网通过路由器互联
性能：
通道速率：一个连接的速度
吞吐量：总通道速率之和
网卡速度（带宽）：100M
延时：发送延时+传播延时+排队延时+处理延时
往返时间（ping的时间）：延时*2
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网络分层(OSI/RM open system interconnection reference model)：
用户程序操作Socket实现与协议栈交流。
内核网络协议栈中处理各种协议。
网络驱动程序实现数据链路层功能。
七、应用层：用户交互，产生网络流量
六、表示层:
数据编码，加密，压缩
五、会话层：服务与客户对话连接。查木马
四、传输层:可靠传输，不可靠传输，流量控制
三、网络层:IP地址，选择最佳路径
二、数据链路层 ：数据封装，添加物理地址
一、物理层
TCP/IP协议：
传输层 ---TCP，UDP--- segment（段）
ICMP,IGMP（检查IP可靠性，如ping）
网络层
---IP
packege（包）
--路由器router
ARP，RARP（IP映射到Mac）--Ethernet,
链路层 --- frame
（帧） -- 交换器switch
物理层 ---
bit
-- 集线器hub
*********************网络接口*****************************
---物理层---
数据通信基础
信息-数据-信号-模拟信号-数字信号-码元
单工通信，半双工通信，全双工通信
基带
--》
带通信号（AM调幅，FM调频，PM调相）
编码：1.单极性不归零，双极性不归零
2.单极性归零，双极性归零
3.曼彻斯特编码
4.查分曼彻斯特编码
奈氏准则：理想定信号最高码元传输速率=2WBaud
W为带宽，HZ，
Baud为码元传输速率单位，lBaud=nbit
香农公式：C=Wlog2(1+S/N) b/s
传输媒体：
导向传输媒体
双绞线：屏蔽双绞线STP，无屏蔽双绞线UTP
同轴电缆：50欧---数字传输（基带通州电缆），75欧---模拟传输（宽带同轴电缆）
光纤：单模10GHZ，多模；速度快，抗干扰，安全；怕折断
非导向传输媒体：
短波：电离层反射，但是通信质量差
微波：直线传播，需要多个地面微波接力传播。卫星通信。
设备：
集线器：hub（现今很少用了）
信号放大，重发，100+100m传输距离
缺点：广播不安全，带宽=总带宽/连接的主机数
冲突域：
信道复用:multiplexing
1.频分复用：FDM(Frequency Division
Multiplexing)
2.时分复用：TDM（Time Division
Multiplexing）：资源浪费
6.电话通信：脉码调制，北美标准T1：24路1.544Mb/s，欧洲E1：32路2.048Mb/s，中国使用E1
3.统计时分复用：STDM（Statistic
TDM）:给每个用户加一个标记
4.波分复用：WDM(Wavelength Division
Multiplexing)光波频率
5.码分复用：CDM（Code）：每个bit分成n位组成区分每个用户的码片，信号叠后在同一个频率传输，每个手机收到后作规格化内积运算，-1和1表示可收到。0表示没有信号。
---数据链路层---
data links
信道类型：
点对点
广播
1.封装成帧frame：
MAC帧（64-1518）：目的MAC地址6+源MAC地址6+类型2+MTU（46-1500）+FCS(4)
EOF头表明开始,曼切斯特编码，没有结束码
2.透明传输：在SOH或EOT前加ESC标志防止错误判断EOT
3.差错校验：CRC循环冗余校验，每个数据流除以一个数，余数FCS为帧检验序列，加载在数据后面。不对扔掉不要求重传。
PPP协议：point to point protocl
点多点,ADSL拨号，
NCP网络控制协议：得到一个IP进行网络层传输
LCP链路控制协议：身份验证成功后建立连接
HDLC高级数据链路控制协议
7E
FF 3C 协议 数据 FCS 7E
点对点地址FF03固定。协议标示数据段是什么协议数据（IP，ppp，CHAP，LQR等）
---以太网---
网络拓扑
早期：总线型，树形，同轴电缆通过T连接。
令牌环网：很少用了。
星型：双绞线连到集线器或交换机，保证单点故障不影响全局。
（实际功能和总线型差不多，都使用CSMA/CD广播信号）
动态随机接入，不使用静态信道复用，不进行受控，不安全。
Carrier Sence Multiple Access with Collision Detect (CSMA/CD)传输数据
争用期：2t
（争用期取51.2us，帧至少64字节）+2t+...+ +占用期T
信道利用率：a=t/T（1.线短，2.帧长）
以太网局域网标准：
1.DIX Ethernet V2 ：TCP/IP惯用标准，只有MAC，没有LLC。
2.IEEE 802.3
逻辑良率控制LLC（Logical Link Control）子层
--802.2
媒体介入控制MAC(Medium Access Control)子层 --802.3
MAC：Media Access Control
8*6字节
帧：单播unicast
广播broadcast FFFFFFFF...
多播：multicast
扩展局域网：
网桥：每个端口记录本范围的MAC地址，减少不同范围的冲突，提高效率。
存储和转发数据，第一次转发时记录源MAC地址，速度比较慢。
透明网桥：连接两个范围的局域网，
交换机：多端口的高级网桥， 内存记录switch port
与MAC对应，克服封包碰撞，非共享媒体，安全。
工作在链路层，每个端口都有MAC地址，并且可以记录对应的计算机MAC地址。
交换机生成树：
根-转发-阻断，自动判断交换机连接结构。
虚拟局域网vlan：
交换机上实现的功能。
同一个交换机上相同的IP网段，端口分在不同vlan中，实现不同的广播域。
相同的vlan能通信，不同vlan即使IP为同一网段也ping不通。
可实现跨交换机组网。
1个vlan=1个广播域=逻辑网段（子网）
介入交换机---汇聚交换机
---
核心交换机
要实现同一个局域网划分，可用虚拟局域网。
端口安全：每个端口可设置只能连入一台计算机，即对应一个端口。
即静止接入static。
快速以太网Fast
Ethernet：100Mb/s，<100m
100BASE-TX：2对
100BASE-FX：2对
100BASE-T4:4对
全双工：不适用CSMA/CD，可以同时收发。可以设置网卡实现。
1000Mb/s = 1 Gb/s以太网
************************网际层******************************
网络层：
虚电路：和数据包服务相反，现在没有使用。
数据报服务：
1.可靠性由用户主机保证，网络效率高，不需要每个路由检测。
端到端差错处理和流量控制均有主机负责
2.不需要建立连接，每个分组都有终点的完整地址
3.分组转发由路由选择，节点故障时路由可变化
4.分组到达顺序不一定
网络互连设备：
中间设备：中继系统
物理层：转发器repeater
数据链路层：网桥或交换机bridge
网络层：路由器router
网络层以上：网关gateway（原始定义，如今指路由器。）
虚拟互连网络
通过IP地址建立起虚拟互连网络，不需要关心连接的设备（物理层）是双绞线还是无线，连接的方式（链路层）是adsl接入还是wifi接入，是以太网还是ATM网。
IP地址
IPv4：四字节，32位
IPv6：六字节，128位
----------------------------------------------------------
10000000
128
11000000 192
11100000 224
11110000 240
11111000 248
11111100 252
11111110 254
11111111 255
A
B
C D E
0------------------------------128------------192----224--240-248-255
IP分级
A类：( 0-126) 0*******.********.********.********
B类：(128-191) 10******.********.********.********
C类：(192-223)
110*****.********.********.********
D类: (224-239) 1110****.……
（multicast多播，组播）
E类：(240-254) 11110***.…… (保留)
Net_ID 网域 Host_ID 主机
Network IP 192.168.0.0 网段地址
Broadcast IP 192.168.0.255
广播地址
同一物理网段，设定同一网域，可直接通过CSMA/CD功能进行MAC讯框通信。不在同一个网域，则需要Router进行封包转递。
IP分类：
Public IP:
Private IP:
私有IP保留地址：
A: 10.0.0.0 - 10.255.255.255
B:
172.16.0.0-172.31.255.255
C: 192.168.0.0-192.168.255.255
私有 IP 的路由信息不能对外散播
(只能存在内部网络)；
使用私有 IP 作为来源或目的地址的封包， 不能透过 Internet 来转送 (不然网络会混乱)；
关于私有 IP
的参考纪录(如 DNS)，只能限于内部网络使用 (一样的原理啦)；
127.0.0.1 ：特殊loopback （没有网卡也能使用）
169.254.0.0
：windows中DHCP未分配时暂时分配的地址
IP获取方式：
1.直接手动设定 static
2.拨接取得：ISP申请注册得到账号密码。ADSL拨接。
3.自动获取网络参数
DHCP，局域网内主机管理所有计算机网络参数
子网划分：
Network/Netmask 确定一个网域。
Netmask
在ABC等级下又一次划分子网，便于管理和减轻网络拥挤
CIDR Classless Interdomain Routing
无等级网域间路由
1.等分
除2原则，向主机位借位，主机数减少
C类子网划分
子网掩码：128，192,224,240，248,252,254
主机数量
128，64，32 ,16 ，8 ，4 ，2
-2
点到点：掩码：255.255.255.252，每个网段只有2个可用地址
2.变长子网划分
超网合并：
向网络位借位，主机数增加
C类合并两个网段，在路由器上配置：
192.168.0.0
192.168.254.0
gateway主机IP地址：
路由：route
IP --
MAC
IP地址决定数据包最终到哪台主机，数据包不变
MAC地址决定数据帧到哪个下一个节点，帧始终在变。
MAC地址控制代理服务器仅能控制本网段计算机：CCProxy暴力破解版。
ARP：Address Resolution Protocol 网络地址解析协议
RARP:Revers ARP 反向网络地址解析
ARP通过广播获得某个IP的MAC地址，不安全。
ARP欺骗可以获得局域网内通信内容
p2p终结者：局域网内的一台计算机伪装成路由器MAC地址，所有流量需经过这台计算机。
网络执法官：原理一样，控制哪台计算机能上网。
ARP防火墙：将路由器MAC地址写死在计算机中，如果有人ARP欺骗则报警。
主机向真个区网发送ARP封包，对方收到ARP封包就会回传他的MAC回来。记录写到主机的ARP
table中。（内存数据）记录20分钟
windows： arp -a
arp -n 查看ARP表格
arp -s
192.167.1.100 01:00:2D:23:A1:OE 手动建立静态ARP
网络层数据包：
Time To Live Protocol
Source Address
Destination
Address
Data
ICMP :Internet Control Message Protocol
因特网讯息控制协议
透过IP封包进行传递，确保网络的联机状态的正确性
ping
pathping
traceroute
IGMP：组播，视屏，流媒体，相当于电台频道
数据路由
网络连通条件：数据包能去，也能回来，每个路由器都要知道每个网段去的端口
注意：同一计算机，多块网卡，不能有多个网关
windows中网关会设置为默认路由。
静态路由：
动态路由：
RIP ：开放标准协议，30s周期性广播，根据跳数选择最佳路径，不考虑带宽
OSPF ：开放式最短路径优先，度量值为带宽，支持多区域，出发式更新
用在大型路由中，分主干区域和自治区域。
三个表：
邻居表：使用ip数据包发送hello给周围邻居
链路状态表
计算路由表：
优先级：静态路由（1）-->OSPF（110） -->RIP（120）
BGP：外部网关协议，连接不同自治系统，每个系统有BGP发言人
VPN：
公网-->网关vpn服务器-->私网
可以使用微软搭建vpn服务器，也可以专门购买硬件软件vpn
拨号连入局域网的网关vpn服务器，得到一个该局域网的私网ip。
局域网的源目的ip装在数据包中。
用隧道技术实现虚拟专用网，只需要把两个网关vpn服务器配置好，两个局域网便可以直接通过互联网通信。
NAT：网络地址转换
私网-->网关NAT服务器--->公网：源地址转换
公网-->网关NAT服务器--->私网：端口映射
**************************传输层****************************
UDP:User Datagram Protocol 用户数据报协议，面向无连接，不可靠
对数据进行简单封装，由应用程序对数据的完整性进行控制，速度快，适合数据量小的应用。
TCP：Transmission Control Protocol 传输控制协议，面向连接，可靠
先三方握手连接，ACK确定机制确保数据准确，滑动窗口机制，保证速度可控制流量。
端口：统一IP有多个应用，为了让远程的IP上的应用找到对应的服务，TCP/IP协议栈中定义了端口。
范围：0-65536,地端口为特定协议：
FTP
--- (TCP)20,21
SSH --- (TCP)22
Telnet --- (TCP)23
SMTP ---
(TCP)25
DNS --- (TCP/UDP)53
DHCP --- (UDP)67
HTTP
---(TCP)80
POP ---(UDP)110 邮局协议
RPC --- 135
HTTPS ---
443
高端口用户可自由使用。
0-1023：公认端口，只有root可启用。
1024-49151：注册端口
19251-65535：动态分配（实际1024就开始）
所以使用的时候，大于1024即可。
/etc/services
IP address/Port ==> socket pair
**************************应用层***************************
---DNS---
域名系统
Hostname -- IP
域名（domain name）
域名服务器DNS（domain
name service）
主机名--主机所属单位--网络名--最高域名
www.csnu.edu.cn
/etc/resolv.conf linux中DNS主机IP地址设定。
显示域名服务器：nslookup
统一资源定位器URL（Uniform Resource Locator）
URL：http://china-window.com/shanghai/news/wnw.html
联网：
IP + Netmask ==> network ,broadcast
default
Gateway
DNS
数据封装过程
-----------局域网组建-----------
----------连入Internet-----------
IP
Netmask
Gateway
DNS
ADSL拨号技术
频分复用：
0-4HZ：电话
26-108HZ：上传
138-1104HZ：下载
光纤同轴混合网：HFC（Hybrid Fiber Coax）
有限电视网CATV+光纤
FTTx 光纤到...
家FTTH，大楼FTTB，路边FTTC
无线wifi：
AP（Wireless Access Point）无线接入点
------------路由器-------------
静态路由
动态路由
--------防火墙与NAT服务器--------
iptables
------------网络安全-------------
每一层的安全：
物理层安全：网线接口不用要拔掉
链路层：ADSL，AP密码
网络层：路由器屏蔽某网段主机不连接网络
应用层：SQL注入漏洞，上传漏洞
网络封包进入主机流程：
Internet --> iptables,tcp_wrappers ---> httpd,ftp ---> SELinux
--->rwx
常见攻击方法：
1.获得用户信息后猜密码
2.利用程序漏洞主动攻击
3.利用社交工程欺骗
4.rootkit：获得root权限的工具，主动攻击程序漏洞
蠕虫，局域网内让主机一直向外发送封包，导致网络拥塞
木马：自动执行，后台监控
病毒
5.DDoS攻击法（Distributed
Denial of Service）无法提供服务
SYN Flood:
6.高级：
IP欺骗
安全措施：
1.关闭不需要的服务，减少端口
netstat
nmap
2.设置防火墙，tcp_wrappers
3.服务程序配置，网络升级跟新软件
yum
4.SELinux
5.权限设置
6.攻击后修复
计算机网络基础学习笔记——理论