002A-網絡通信(以太網)與osi和tcp/ip分層模型介紹

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TCP/IP報文

衝突域

如圖是一個10BASE5以太網，每個主機都是用同一根同軸電纜來與其它主機進行通信，因此，這裏的同軸電纜又被稱爲共享介質，相應的網絡被稱爲共享介質網絡，或簡稱爲共享式網絡。共享式網絡中，不同的主機同時發送數據時，就會產生信號衝突的問題，解決這一問題的方法一般是採用載波偵聽多路訪問/衝突檢測技術（Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection）。
CSMA/CD的基本工作過程如下：

終端設備不停地檢測共享線路的狀態。如果線路空閒，則可以發送數據；如果線路不空閒，則等待一段時間後繼續檢測（延時時間由退避算法決定）。
如果有另外一個設備同時發送數據，兩個設備發送的數據會產生衝突。
終端設備檢測到衝突之後，馬上停止發送自己的數據，併發送特殊阻塞信息，以強化衝突信號，使線路上其他站點能夠儘早檢測到衝突。
終端設備檢測到衝突後，等待一段時間之後再進行數據發送（延時時間由退避算法決定）。
CSMA/CD的工作原理可簡單總結爲：先聽後發，邊發邊聽，衝突停發，隨機延遲後重發。

共享式網絡，多點接入網絡，如HUB(集線器,物理層設備)，交換機每個接口。都是一個衝突域
無線局域網ap和ac衝突域(RF,WIFI6)

①、共享式以太網

 共享式以太網中，所有的終端主機都處於同一個衝突域中，局域網中的所有接入終端共享總線的帶寬。

②、交換式以太網

 在交換式以太網中，交換機的每個端口處於獨立的衝突域中，終端主機獨佔端口的帶寬。
 MAC地址表

廣播域

 路由器或三層交換機的三層接口處於獨立的廣播域中，終端主機發出的廣播幀在三層接口被終止。

局域網和廣域網

根據不同的劃分原則，網絡可以分爲不同的類型。如果按照地理覆蓋範圍來劃分，則網絡可以分爲局域網（LocalAreaNetwork，LAN）和廣域網(WideAreaNetwork，
WAN).表給出了二者的比較。

局域網與廣域網的比較

網絡類型	基本特點	使用的技術
局域網	1.覆蓋範圍一般在幾公里之內 2．主要作用是把分佈距離較近（如：一個家庭內、一座或幾座大樓內、一個校園或廠區內，等等）的若干端電腦連接起來 3．不會用到電信運營商的通信線路	令牌總線(TokenBus) 令牌環(TokenRing) 光纖分佈式數據接口（Fiber-Distributed DataInterface，FDDI) 以太網(Ethernet) 無線局域網（WirelessLAN，WLAN) ......
廣域網	1．覆蓋範圍一般在幾公里以上．可大至幾十、幾百或幾千公里 2．主要作用是把分佈距離較遠（如：跨越城市、跨越國家，等等）的若干局域網連接起來 3．會用到電信運營商的通信線路使用的技術	Tl/El、TYE-3 X．25 HDLC(High-levelDataLinkControl) PPP〔Point-to-PointProtocol) ISDN(IntegratedServicesDigitalNetwork) FR（FrameRelay) ATM(AsynchronousTransferMode) SDH(SynchronousDigitalHierarchy)

需要說明的是，局域網和廣域網的地理覆蓋範圍並沒有一個嚴格的界限。我們平時在談論局域網或廣域網時，更多的是指局域網所使用的技術或廣域網所使用的技術。我們現在經常所說的以太網和WLAN，便是兩種應用非常廣泛的局域網技術。事實上，局域網技術的種類非常多，如：令牌總線(IEEE802，4）、令牌環(IEEE802巧）、FDDI、DQDB（DistributedQueueDualBus，IEEE802．6）、isoEthernet（IEEE802．9a）、100VG-AnyLAN（IEEE802．]2）等。然而，隨着時間的推移及市場的選擇，除了以太網技術和WLAN技術得到了積極的發展和廣泛的應用外，其他所有曾經出現的各種各樣的局域網技術，幾乎都己經銷聲匿跡，或正處於被淘汰的過程中。對於這些過往的技術，我們不必再去探究其具體的原理細節（除非對網絡技術發展的歷史特別感興趣)。圖簡單展示了令牌總線網絡和FDDI網絡的拓撲形態，姑且算是一種懷舊吧

不同的協議棧用於定義和管理不同網絡的數據轉發規則。

終端與通信設備

DTE英文全稱DataTerminalEquipment，數字終端設備，指一般的終端或是計算機。可能是大、中、小型計算機，也可能是一臺只接收數據的打印機。如路由器
DCE英文全稱DataCircuit-terminatingEquipment，數字通信設備，通常指調制解調器，多路複用器或數字設備。如交換機

知名網絡標準機構

標準機構	說明
國際標準化組織(International Organization Standardization，ISO	ISO是世界上最大的非政府性標化專門機構．是國際標準化領域中一個十分重要的組織。ISO的任務是促進全球範圍內的標準化及其有關活動，以利於國際間產品與服務的交流，以及在知識、科學、技術和經濟活動中發展國際間的相互合作
互聯網工程任務組（Internet Engineering TaskForce, IETF)	IETF是全球互聯網最具權威的技術標№化組織，其主要任務是負責互聯網相關技術規範的研發和定。目前，絕大多數的互聯網技術標準都是出自IETF.著名的RFC(RequestForComments)標準系列就是由IETF制定和發佈的
電氣電子工程帥學會(Institute of Electrical and Electronics ngineers，IEEE)	IEEE是世界上最人的專業技術組織之一。IEEE成立的目的在於爲電氣電子方面的科學家、工程師、製造商提供國際聯絡交流的場合，併爲他們提供專業教育、提高專業能力服務。屠名的以太網標準叔範就是IEEE的傑作之一
國際電信聯盟（International Telecommunications Union, ITU)	ITU是主管信息通信技術事務的聯合國機構，也簡稱爲“國際電聯”或“電聯”
電子工業聯鼎(Electronic Industries Alliance，EIA)	EIA是美國電子行業標準制定者之一，常見的RS．232串口標準便是由EIA制定的
國際電工技術委員會(International Electrotechnieal Commission，IEC)	IEC主要負責有關電氣工程和電子工程領域中的國際標準化工作．該組織與ISO、仃U、伍等有着非常緊密的合作關係

網絡通信協議

 著名的標準：
IEEE 802──局域網及城域網
IEEE 802.11──無線以太網
IEEE 802.2──邏輯鏈路控制
IEEE 802.3──帶衝突檢測的載波偵聽多路訪問協議CSMA/CD（半雙工以太網）
Carrier Sense Multiple Access with Collision Detecti

 以太網歷史
歷史：以太網最早由Xerox（施樂）公司創建。在1980年，DEC、Intel和Xerox三家公司聯合開發成爲一個標準。主流幀包含以太2型和802.3類型
類型：以太網是應用最爲廣泛的局域網，包括標準的以太網(10Mbit/s)、快速以太網(100Mbit/s)、1000Mbit/s、10G(10Gbit/s)、40G/100G以太網（已經有200G以太網），採用的是CSMA/CD訪問控制法，它們都符合EEE802.3。
前景：以太網正不斷向廣域網連接領域延伸
優勢：
升級容易：

升級成本低；
大多數時候不需要更換基礎設施技術簡單

以太網和局域網
以太網是一種局域網，而局域網卻不一定是以太網，只是由於目前大多數的局域網是以太網，所以一般說局域網，大家都默認爲以太網。
所謂以太網，是一種總線型局域網，是施樂公司創建。局域網的拓撲結構有很多實現方式，有星型、環形、總線型等。但是這些年來的經驗看，以太網，也就是總線型的是最成功的，應用最廣泛的。
題外話：正是由於以太網的成功推廣，才使得它支持的TCP/IP協議隨之成爲雖然不是標準但是卻比標準應用更廣泛的實際標準。

雙工模式

半雙工(half duplex)：對講機，同一時間，只能有一個人說話
全雙工(full duplex)：如手機，兩個人可以同一時間都說話

<Huawei>
<Huawei>system-view //進入系統視圖
Enter system view, return user view with Ctrl+Z.
[Huawei]sysname lsw1
Feb 15 2020 11:42:32-08:00 lsw1 DS/4/DATASYNC_CFGCHANGE:OID 1.3.6.1.4.1.2011.5.25.191.3.1 configurations have been changed. The current change number is 7, the change loop count is 0, and the maximum number of records is 4095.

[lsw1]interface GigabitEthernet 0/0/1
[lsw1-GigabitEthernet0/0/1]display this
#
interface GigabitEthernet0/0/1
#
return

[lsw1-GigabitEthernet0/0/1]undo negotiation auto //關閉自動協商
Feb 15 2020 11:43:22-08:00 lsw1 DS/4/DATASYNC_CFGCHANGE:OID 1.3.6.1.4.1.2011.5.25.191.3.1 configurations have been changed. The current change number is 8, the change loop count is 0, and the maximum number of records is 4095.

[lsw1-GigabitEthernet0/0/1]duplex full //修改爲全雙工模式(默認只要接口速率大於等於100M就是全雙工)
Feb 15 2020 11:43:32-08:00 lsw1 DS/4/DATASYNC_CFGCHANGE:OID 1.3.6.1.4.1.2011.5.25.191.3.1 configurations have been changed. The current change number is 9, the change loop count is 0, and the maximum number of records is 4095.

[lsw1-GigabitEthernet0/0/1]duplex half
Error: The port has been configed with speed 1000, please change the speed first.  
[lsw1-GigabitEthernet0/0/1]speed 10 //需要先修改速率才能修改雙工模式

[lsw1-GigabitEthernet0/0/1]duplex half 
Feb 15 2020 11:44:12-08:00 lsw1 DS/4/DATASYNC_CFGCHANGE:OID 1.3.6.1.4.1.2011.5.25.191.3.1 configurations have been changed. The current change number is 11, the change loop count is 0, and the maximum number of records is 4095.
[lsw1-GigabitEthernet0/0/1]

osi參考模型

 ISO（國際標準化組織）頒佈OSI（開放系統互聯）參考模型定義了網絡中設備所遵守的層次結構  分層結構的優點：  開放的標準化接口  多廠商兼容性  易於理解、學習和更新協議標準  實現模塊化工程，降低了開發實現的複雜度  便於故障排除  一般情況下，勿以設備論層次，協議纔是王道

網絡的本質是傳輸報文

①、物理層

 物理層介質： − 同軸電纜（coaxial cable）：細纜和粗纜 − 雙絞線（twisted pair）：UTP、STP − 光纖（fiber）：單模、多模 − 無線（wireless）：紅外線、藍牙Blue Tooth、WLAN技術 − 常見標準：10Base-T、100Base-TX/FX、1000Base-T、1000Base-SX/LX − 常見設備：中繼器、集線器

②、數據鏈路層

 數據鏈路層的功能： − 編幀和識別幀 − 數據鏈路的建立、維持和釋放 − 傳輸資源控制 − 流量控制 − 差錯驗證 − 尋址 − 標識上層數據  局域網數據鏈路層分爲LLC子層和MAC子層  廣域網常見協議：PPP、HDLC、FR

③、網絡層

 編址  路由  擁塞控制  異種網絡互連 (一) 路由協議與可路由協議  可路由協議（routed protocol）定義數據包內各個字段的格式和用途，對數據進行網絡層封裝  路由協議（routing protocol）在路由器之間傳遞信息，計算路由並形成路由表，爲可路由協議選擇路徑