网络层

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网络的类型

LAN WAN VLAN ...

LAN

说明:局域网(LAN, Local Area Network)

WAN

说明:广域网(Wide Area Network)

VLAN

说明:虚拟广域网 (Virtual Local Area Network) )

网络层转发数据的设备?

路由器

网络层的协议

IP 协议

网络层的作用

网络有分局域网(LAN, Local Area Network)和广域网(WAN), 对于广域网,需要使用众多分级的路由器来连接分散的主机或者LAN, 通讯的两台主机一般不是直接连接,而是通过多个中间节点(路由器)连接的,从而形成网络拓扑连接。 (1) 网络层的任务之一就是选择这些中间节点,以确定两台主机间的通讯路径。 (2) 其次网络层对上层协议隐藏了网络拓扑连接的细节,在使得传输层看来通讯双方是直接连接的。

网络层的概念

局域网 广域网 ip地址 子网掩码 网络号 主机号 网关

局域网

局域网的定义

自己的理解:多个计算机组成的一个小型的网络

广域网

广域网的定义

自己的理解:多个局域网组合在一起,就成为了一个广域网。广域网的范围比较大。

ip地址

ip地址的作用

用来标志 一个网络之中的服务器

ip地址的格式

ipv4 32位二进制表示。每八位用点号隔开。 也可以理解成为 网络号+主机号

ip地址的划分

国际规定 将ip地址 划分为 A B C D E A类:范围 0~127,第一段号码为网络号码。例子:10.0.0.1 B类:范围 128-191,第一和第二段号码为网络号码,例子:172.168.1.1 C类:范围 192-223,第一,第二,第三段号码为网络号,例子:192.168.1.1 D类:范围 224 - 239 E类地址:范围 240-254

国际规定有一部分IP地址是用于我们的局域网使用,属于私网IP 范围为 10.0.0.0~10.255.255.255 172.16.0.0~172.31.255.255 192.168.0.0~192.168.255.255

特殊的ip地址

主机号都为1 的ip地址

广播地址

主机号都为0 的ip 地址

网络号

0.0.0.0 这个ip地址

表示本网络上的本主机。一旦一个主机有多个ip时,可以使用这个0.0.0.0 来代表本机的多个ip

127.0.0.1

本机环回地址,只能用到本机内部通信。

广播地址的作用

向广播地址发送数据,其实就是向同一个网络下的所有主机发送数据。

本地环回地址

定义:本机回环地址指的是以127开头的地址(127.0.0.1 – 127.255.255.254),通常用127.0.0.1来表示。

子网掩码

子网掩码的格式

1: IP地址格式相同的点分十进制表示 如:255.0.0.0 或 255.255.255.128 2: 在IP地址后加上"/"符号以及1-32的数字 如:192.168.1.1/24 的子网掩码也可以表示为 255.255.255.0

子网掩码的作用

子网掩码 和 ip 地址进行与运算,获得ip地址的网络号 和 主机号

网络号

网络号的作用

用来判断两个ip地址是否处于同一个网络之中

主机号

主机号的作用

用以分配给主机,来标志它的身份。

网关

网关是什么

网关 也是 一个带有子网掩码的ip地址

网关的作用

用来连接不同的子网

环回能力

环回能力的定义

从 本机 发送到 本机本地ip 的数据报文都会在网络层交给环回网络接口, 不再下发到数据链路层进行处理,环回网络接口直接发送回网络层,最终交由应用层软件程序进行处理。

注意: 大多数操作系统都在网络层实现了环回能力。通常是使用一个虚拟的环回网络接口来实现。

如何判断ip地址 为 本机本地ip

ip route show table local type local

网络指标

网络带宽

网络带宽的定义

带宽是 特定介质 单位时间传输的 最大 数据量。 自己的理解:所以如果网线之中充满着数据,那么最理想情况下,计算机每秒能接收到的数据量就是网络带宽的值。

网络数据传输.png 上图之中一个蓝色框框内的两个红色数据块 就可以理解为带宽,也可以被统计为网速(如果两个红色数据块是上限的话)。

带宽的单位

  • bps
  • Kbps
  • Mbps bps 是 bit 每秒的意思

网速

网速的定义

速度是数据通过介质传输数据的速度 网速的定义.png 每过去一秒,从出口流出的红色块块数,就是网速。红色块 就是 数据块。

注意: bit 是大小的单位,而不是距离的单位。

问题: 网速这个名词 是指速度,而一般的速度都是km/h, 速度指单位时间内走过多长的距离的,而这网速的单位,好像是在说 单位时间内,有多少数据过来。和一般的速度定义不符合呀,如何理解呢?

其实网速虽然有个速度的含义在其中,它是指单位时间内可以接收到的数据量的大小,而不是单位时间内走了多远的距离,这是需要注意的。

网速的分类

  • 下载速度
  • 上传速度 注意:根据带宽连接是对称的,还是非对称的,网络下载速度 和 上传速度 不一定一致。带宽对称 上传速度 和 下载速度一致。 带宽非对称, 上传速度 和 下载速度 不一致。

网速的单位

Bps : 字节每秒

网速 和 带宽的区别

  • 带宽:带宽是特定介质单位时间传输的最大数据量
  • 网速:数据通过介质传输数据的速度 带宽决定了网速的天花板,就是网速能够达到的上限。带宽是网速物理上的限制。网速是表示当前网络之中数据的传输,是随时间变化的一种状态。

带宽 和 网速 的换算公式

带宽 / 8 = 网速

网络拥挤程度

网络拥挤程度 背后的意义

在其他条件不变的情况下,网络拥挤程度 会 导致 网速降低。网速降低,同样的数据在网络之中传输需要更多的时间,那么最直观的例子就可以表现为网页的加载需要更多的时间。

如何判断网络的健康状况

简单的方案:

使用scp 在两个服务器之间传输 一定大小的文件,看看传输文件的耗时,来判断网络的健康状况。在知道网络带宽的情况下,可以简单地得出传输所所需消耗的时间标准。将真实的消耗时间和时间标准进行比较,如果大了很多,说明网络不健康,如果相差不远,说明网络挺健康的。

可以手动测试服务器之间真实的网络带宽,使用这个指标来判断网络是否健康。

服务端运行:

iperf3 -s -i 1

解释:以服务器形式执行iperf3 每隔一秒显示一次输出信息

客户端执行:

iperf3 -c 服务端ip地址 -i -t 10 -P8

解释:开启八个线程 每个一秒打印输出信息 持续时间为10秒

输出信息之中有真实的带宽数据。

问题

三层网络相连 二层网络相通 二层网络相连 三者直接的区别?

自己的区别: 二层网络相连 是指 主机连接在同一个交换机上。 二层网络相通 是指 通过 路由器将 不同的网络连接在一起,这样 二层网络也相通了。 三层网络相连 是指 路由器将 不同的子网连接在了一起,使不同的子网可以相互通信。