快速理解抽象的网络基本概念教材

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1、作者：郭家骥 需要了解的网络基础知识 01 局域网的一般部署 02 网络日常维护概要 03 主要内容 需要了解的网络基础知识 01 网络知识的介绍， 先从一个网购故事开始。 住在合肥老王从淘宝同一家店铺采购了1部手机和1台电脑， 位于上海卖家，发货时打算将2样物品一起通过顺丰快递发出。 但是此时恰逢“双11”，顺丰快递说公司已经爆仓，目前只 能发运体积较小的手机，电脑运不出去了。 无奈之下，卖家又 选择了另一家邮递压力略小的申通快递，将2件物品分别打包发 运。 快递开始运输。 上海顺丰快递南京合肥 上海申通快递杭州合肥 两家快递公司走了不同的路径，将手机和电脑送到目的地-位于合肥市 濉溪路柏景

2、湾小区16楼三单元301的老王家 网购结束，我们仍将围绕这个故事 展开今天的正题。 对于网络世界而言 每天都是“双11”！ 单击添加 1.1 ip地址 IP地址是IP协议提供的 一种统一的地址格式，它 为互联网上的每一个网络 和每一台主机分配一个逻 辑地址。 Ip地址是逻辑地址，也就是逻辑层面的，可 以修改变化，如老王家的地址： 合肥市濉溪路柏景湾小区16楼三单元301 濉溪路10年前叫黄山路，无论路名改成啥，老 王家还住在那里，我们可以通过新的路名找到 他家。 Ip地址示例：172.11.32.1 子网掩码 子网掩码 区分ip地址中网络号和主机号的编码， 注意“掩”字，意思将网络号掩盖。 1

3、92.168. 1. 3 255.255.255.0 172. 11. 1. 3 255.255. 0 .0 第二行为子网掩码，255的二进制为8个1，3个255的意思是 对应的前3组ip地址为网络地址，0对应的ip为主机地址，可分 配192.168.1.1192.168.1.254这254个主机地址。 2个255对应的前2组ip地址为网络地址，2个0对应 的ip为主机地址，这样的主机数就会达到6万多，需要划分子网， 比如中储粮内网专线就是这种网络。子网划分本次不做介绍。 单击添加 1.2 MAC地址 网络设备的物理地址， 一般不可更改，MAC地址 就如同我们身份证上的身 份证号码，具有全球唯

4、一 性。 简单理解： 我们可以更换一台电脑主机的ip地址， 但是该主机的MAC地址不变。 如果老王家的门牌号码改变了，但他 家的物理地址没有变，快递只要去一次，就 知道了新的门牌号码，下次就会记住住址名 称与物理位置（ip与MAC）新的对应关系 。 网络传输就是通过ip和MAC地址的配合实现的，具体情况下面介绍。 单击添加 1.3 Tcp协议 TCP（传输控制协议）是一种面向 连接的、可靠的、基于字节流的传输层 通信协议。 TCP把数据分成适当长度的 报文段 。 理解： tcp协议负责把需要传输的数据 分解成一定长度的“片段”。 老王的快递被分成2个部分。 思考：这些片段最后怎么能够重新汇聚，

5、到达目的地？ 老王的2个包裹，为何不会跑丢？ 单击添加 1.4 Ip协议/数据包 IP协议是用于将多个包交换网络连 接起来的，它在源地址和目的地址之间 传送一种称之为数据包的东西。 Ip协议负责选择传送的道 路，这种选择道路称为路由功 能。 理解： Ip协议负责把数据“片段”贴上 标签，成为了数据包，标签包括： 源ip地址和目标ip地址等等，这些标签 将决定数据传输的路径。 老王的快递被分成2个包裹以后，分别 贴上两家快递公司的标签，标签内容包含： 发件地址、收件地址。然后，包裹 按照科学、快捷的原则，选择当前最佳道路 进行运输。 Ip协议将数据段贴上标签后，实现两个不同网络间的数据 传递。

6、老王的手机包裹贴上标签后，从上海顺丰公司 传递到合肥顺丰公司。 深入理解 问题：这些数据包到达目的网络后，如何到达共同的目的主 机？ 老王的2个包裹到达合肥的2个快递公司后，下一步怎么 办？ 单击添加 1.5 数据帧 数据帧在数据包的基础上 ，又增加了源MAC地址和目 标MAC地址，另外还有一些 同步信息和校验信息等。 理解： 数据帧包含了源主机MAC地址 和目标主机MAC地址。数据被分成 无数的数据包后，这些数据包都含有 相同的ip信息和MAC信息，到达目的地 后可根据这些信息将杂乱数据包重新归 类、组合、还原。 老王的包裹终于到家！ ip地址-老王的地址:合肥市濉溪路柏景湾小区16楼三单元

7、301室。 MAC地址老王家的物理位置。 2个包裹到达合肥顺丰和合肥申通公司后，因为含有相同的“ip地址”和 “MAC”地址，因而被归为“同一数据”，一起送到“目的主机”-老王家。 数据传输完毕，老王也 收到了焦急期盼的包裹。 这一切，又是如何发生的？ 单击添加 1.6 路由器（数据包） 路由器（Router），是连接因特网 中各局域网、广域网的设备，它会根据 信道的情况自动选择和设定路由，以最 佳路径，按前后顺序发送信号。 路由 器是互联网络的枢纽。 路由器又称网关设备，用于连接多 个逻辑上分开的网络，因此处于网络的 节点位置。 路由器 路由器 路由器 源网络 目标网络 N个路由器 每个节点

8、上的路由器里都记录着与自己相邻的 路由器地址，并形成一个表格，这就是路由表。路由表 是一个动态的数据库，在网络活动中会不断地吐故纳新。 数据包到达一个路由器后，该路由器会根据数据包中的地址信息，查询路由表，然后 在相邻的路由器中选择一个最佳的，并将数据转发给他，然后继续这样转发至目标网络。 老王的快递查询记录中，可以看到包裹从发件地朝着收货地一站一站地中转。每一站就是一 个节点，快件到达一个节点后，该节点会根据收件地址选择最佳方向的下一节点，等同于路由器 的作用。 包裹终于送到了离老王家最近的那个营业点， 包裹最终是如何送到老王的家里的？ 数据转发到了离目标主机最近的路由器， 最终如何到达？

9、单击添加 1.7 交换机（数据帧 ） 交换机（switch）是一种在通信系 统中完成信息交换功能的设备。交换机 有多个端口，每个端口都具有桥接功能 ，可以连接一个局域网或一台高性能服 务器或工作站。实际上，交换机有时被 称为多端口网桥。 基本工作原理： 交换机处理的是数据帧，在数据包基础上多了 MAC地址标签。 交换机有多个端口 ，每个端口连接具有固定 MAC地址的主机。 交换机根据数据帧中的MAC地址查询自己储存 的MAC地址表，找到后转发到对应的端口，也就等于 发送到了目标主机上。 主机需通过连接交换机，才能接入网络。 快递员（交换机）是与客户（主机） 直接联系的。每个快递员负责一个区域的

10、 收发件任务（这个区域相当于一个局域网 段）。快递员能够记住辖区客户的地址档 案（MAC地址表），在拿到邮包（数据帧） 后，直接转发给对应的客户（主机）。 快递员 营业点 单击添加 1.8 基本的网络划分 局域网：局域网的作用范围是几百到几千米，通常用于组建企业网和校园网。如：直属库网络。 广域网：又称远程网，是指在一个很大地理范围（从数百公里到数千公里，甚至上万公里）由许 多局域网组成的网络。如：中储粮全国内部专线网络，由直属库局域网、分公司局域网等组成。 网 段：指一个计算机网络中使用同一物理层设备（交换机、集线器等）能够直接通讯的那一部分 。例如，从192.168.1.1到192.168

11、.1.254，子网掩码255.255.255.0，前3个255标志着ip地址 的网段名是192.168.1，只要是网段名相同的ip地址主机都在一个网段内。 下列在相同网段的ip地址是？（假设子网掩码均为255.255.255.0） A：192.168.3.88 与 192.168.88.3 B：172.16 .32. 1 与 172.32.16.2 C：10.32.10.10 与 10.32.10.253 D: 192.168.5.55 与 191.168.5.56 局域网的一般部署 02 单击添加 2.1 网络设备的简单选择 单根网线 交换机 路由器+交换机 2台pc主机组成简单的局域网，实

12、现相互通信。 2台以上pc主机组成局域网，仅要求局域网内pc主机相互通信。. 一个网段内pc主机需要访问另一个网段主机时。 接入的网络ip地址数量小于需接入的主机数时。 网络设备使用需求 单击添加 2.2组网案例 192.168.1.2 192.168.1.3 单根网线 网线的线序 网线两端线序一致,叫直连线,是最常用的 一种形式。 网线两端线序一个为568A，一个为568B 叫交叉线。老设备中，相同设备之间需要用 交叉线。目前新设备接口都有自动翻转功能， 直连线也可使用。 1单根网线组网 22台以上主机组网 192.168.1.2 192.168.1.3 192.168.1.4 192.16

13、8.1.5交换机 快递员 局域网内主机可以相互通信 同一快递负责区域的客户之间，可以通过该快递员直接发运物品。 32个网段互访 交换机交换机路由器路由器 网内主机网内主机 网关192.168.1.1网关192.168.2.1 192.168.2.x 192.168.1.x192.168.1网段192.168.2网段 红色的ip地址为该网段的网关地址，即：离开该网段的出口地址。 现实应用中，方框内的路由器和交换机通常已整合在一台设备中。工作中常用 的路由器中的LAN口，就是局域网交换口，但数量不多，需要时可外接交换机扩 充端口。 实际使用中还需对设备进行详细配置，这里不做描述，仅作为熟悉网络拓扑

14、和 网关的概念大致了解一下。 4接入网络共享 普通路由器的接口 WAN口：广域网口，连接接 入的网络，如互联网、中储 粮内网。 LAN口：局域网口，连接电 脑或交换机。 LAN口连接交换机是为了扩 充端口数。 普通交换机的接口 LAN口 案例：仓储管理科有20台电脑需要接入内网。之前，网络中心向仓储管理科布设了一条网线，分 配的ip地址为10.32.10.19。现有4口（LAN口）路由器一台、24口交换机一台 分析：路由器有4个LAN口，需要接入20台电脑，显然不够。 解决：接入一台24口交换机，扩充端口数量。 X24 WAN:10.32.10.19 LAN:192.168.1.1接入网 配置

15、路由器，在WAN口设置栏填写接入的ip地址：10.32.10.19。 在LAN口设置栏（或网关栏）填写192.168.1.1。这个地址就是仓储管理科所有电 脑访问内网的网关地址；打开路由器的DHCP服务（ip地址自动获取服务）。 用网线将路由器LAN口任意口与交换机任意口连接，实现交换口的级联。 将所有电脑接入交换机端口。 将所有电脑接入交换机端口。Ip地址选择自动获取。也可关闭路由器DHCP服务 ，设置静态ip。电脑的ip地址为：192.168.1.（2-254），网关192.168.1.1， 掩码255.255.255.0 单击添加 2.3DNS 作为域名和IP地址相互映射的一个分布式数据库，能够使用户更方 便的访问互联网，而不用去记住能够被机器直接读取的IP地址。 主机 消息 百度网站服 务器 Internet 路由器 查询响应 115.239.211.112 访问网站： 转发查询请求 主DNS服务器 202.102.199.68 其他DNS服务器 单击添加 2.4ICMP协议 是TCP/IP协议集中的一个子协议, 用于在IP主机、路由器之间传递控制消 息。控制消息是指网络通不通、主机是 否可达、路由是否可用等网络本身的消 息。这些控制消息虽然并不传输用