进制

• 二进制：Binary（BIN）
• 八进制：Octal（OCT）
• 十进制：Decimal（DEC）
• 十六进制：Hexadecimal（HEX）

OSI 模型

全称：ISO/OSI 七层模型（OSI：开放系统互联）

OSI 七层模型：

注意事项：

• 上三层是为用户提供服务的，下四层负责实际数据传输
• 下四层的传输单位：
  • 传输层：数据段（报文）
  • 网络层：数据包（报文分组）（大小不能超过$2^{16} - 1 = 65535Byte$）
  • 数据链路层：数据帧
  • 物理层：比特（位）
• 越上层的设备越智能，能识别当前层以下所有协议，越贴近用户；越下层的设备越傻瓜，越贴近硬件
• 数据传输：
  • 数据发送时，数据从上层向下层传输
  • 数据接收时，数据从下层向上层传输
• 数据不能跨层传递，每层之间通过逻辑的接口传递
• 物理层负责实际数据传递，其它层只是逻辑对应
• OSI 模式只是理论模型，不能对应实际协议或硬件

交换机通信原理

注意：OSI 只是理论模型，实际不能对应任何协议或硬件，这里只为方便理解

基本功能：

• 路由器（Router）：用于不同逻辑网段通信。会分割广播域。
• 交换机（Switch）：用于相同逻辑网段通信。不会分割广播域。

1. 设备和协议分层

   • 网络层： 设备：路由器 协议：IP 地址
   • 数据链路层： 设备：交换机 协议：MAC 地址

2. 拓扑图：

   电脑 A 封装数据：

   • 传输层写入：
     • Sport（源端口；S(Source)：源）：随机端口（大于 10000）
     • Dport（目标端口；D(Destination):目标）：80（通过不同网络程序决定）
   • 网络层写入：
     • SIP：电脑 A 的 IP（已知）
     • DIP：电脑 B 的 IP（内网：询问或者查询）（公网：DNS）
   • 数据链路层写入

     • SMAC：电脑 A 的 MAC 地址（已知）

     • DMAC：电脑 B 的 MAC 地址（1.查询本机 MAC 地址表 2.ARP 广播）

   • 查询未知 MAC 的方式
     • 电脑查询未知 MAC（顺序执行）：
       • 查询本机 MAC 地址表（临时生效）
       • ARP 协议：（IP->MAC 地址）
     • 交换机查询未知 MAC（顺序执行）：
       • 查询 MAC 地址表（接口号——MAC）
       • 泛洪
   • 广播和泛洪
     • 广播：广播是网络层的广播，广播的是IP地址
       • 广播域：广播可以到达的范围
       • 广播地址：
         • 全网段广播地址：255.255.255.255
         • 单网段广播地址：192.168.166.255（所在网段的最后一个IP）
     • 泛洪：泛洪是数据链路层的泛洪，泛洪的是MAC地址
   • 交换机的 MAC 地址
     • 二层交换机：整个交换机只拥有 1 个 MAC 地址，此 MAC 地址不能作为网络访问目标，只能用于交换机之间的特殊运算。
     • 三层交换机：当做路由器对待，每个接口拥有独立的 MAC 地址（每个接口可以配置 IP 地址），可以作为网络访问目标。

   问题：两个交换机串联通信原理：

   1. 电脑A发送数据到S1。
   2. S1首先查表寻找MAC地址，如果未找到，则进行泛洪。
   3. S2收到泛洪请求（没有查表请求），进行泛洪。
   4. 电脑B收到请求后返回MAC地址到S2，S2返回到S1。
   5. S1将对应接口（连接S2的接口）和MAC地址记录到表中。
   6. S1将MAC地址返回给电脑A。
   7. 当访问连接S2的其它电脑时，S1的表里会覆盖原先的MAC地址。

   

3. 每层功能：

   • ⑦ 应用层：

     • 为用户提供服务，给用户一个操作界面。

   • ⑥ 表示层：

     • 位数据提供表示（转为二进制）、加密、压缩。

   • ⑤ 会话层：

     • 确定数据是否需要进行网络传输。

   • ④ 传输层：

     • 对报文进行分组、和组装。
     • 提供选择的传输协议：
       • TCP（传输控制协议）：可靠的，面向连接的传输协议。
         • 优点：可靠，准确。
         • 缺点：速度慢，消耗资源。
       • UDP（用户数据报协议）：不可靠的，面向无连接的传输协议。
         • 优点：速度快。
         • 缺点：不可靠。
     • 端口封装：源端口、目标端口。
     • 差错校验：
       • TCP：差错重传。
       • UDP：差错丢弃。

   • ③ 网络层：

   • ② 数据链路层：

   • ① 物理层：

   加密：

   • 对称加密：
     • 压缩包加密：
       • 优点：简单。
       • 缺点：加密位数低（ZIP只有128位，RAR有256位），加密和解密密码一致。
   • 非对称钥匙对加密：
     • 优点：加密位数1024位起、加密和解密密码可以不一致。
     • 缺点：专业技术，需要学习。