一二章笔记总结
第一章
1. OSI 参考模型
（1）各层作用
| 层级 | 核心作用 | 关键信息 |
|---|---|---|
| 应用层 | 为应用程序提供网络服务 | - 处理人类语言→编码（如 ASCII、UTF-8） |
| 表示层 | 定义数据格式，负责压缩 / 解压缩、加密 / 解密、编码 / 解码 | - 将编码转换为二进制 |
| 会话层 | 建立、维护、拆除通信双方的会话 | - 通过 Session ID 区分同一应用的不同进程 |
| 传输层 | 建立端到端逻辑连接，提供分段（MSS=1500 字节） | - 用端口号标识进程：0-65535（0 和 65535 保留）；知名端口（1-1023）、动态端口（1024+） - 关键端口：HTTP (80/TCP)、HTTPS (443/TCP)、DNS (53/TCP/UDP)、DHCP (67 服务器 / 68 客户端) 等 |
| 网络层 | 根据 IP 地址转发数据，提供分片（MTU=1500 字节） | - 基于 IP 地址实现范围转发 |
| 数据链路层 | 根据 MAC 地址转发数据；封装成帧、差错检测、透明传输 | - 基于 MAC 地址实现精确转发 |
| 物理层 | 传输电 / 光信号、比特流，定义传输参数（电压、线缆等） | - 传输模式：单工（如收音机）、半双工（如对讲机）、双工（双向同时收发） |
（2）通信过程：封装与解封装
- 封装：数据发送时，从上至下逐层添加额外信息（如头部）形成新格式。
- 解封装：数据接收时，从下至上逐层拆除额外信息，还原原始数据。
- 规则：需拆除外层封装才能访问内层数据。
TCP/IP 参考模型
（1）与 OSI 模型的区别
| 特点 | OSI 模型 | TCP/IP 模型 |
|---|---|---|
| 设计顺序 | 先模型后协议 | 先协议后模型（基于现有协议归纳） |
| 层次依赖性 | 层次依赖强（上层依赖下层服务） | 协议独立（每层协议可灵活组合） |
| 跨层封装 | 不支持 | 支持（提高传输效率） |
（2）通信过程：封装与解封装
- 核心逻辑与 OSI 一致：发送时从上至下封装，接收时从下至上解封装。
3. TCP/IP 的跨层封装
- 目的：减少封装 / 解封装步骤，提高传输效率。
- 类型及特点：
- 跨四层封装（跳过传输层）：
- 特点：直连路由设备间通信，用 “协议号” 替代端口号功能（协议号范围 0-255，8 位二进制）。
- 例子：OSPF 协议（协议号 89）、ICMP 协议（协议号 1）。
- 跨三四层封装（跳过传输层和网络层）：
- 特点：直连交换设备间通信，依赖 802.3 帧结构（含 LLC 和 MAC 子层）。
- 例子：STP 协议。
- 跨四层封装（跳过传输层）：
1. 主机获取 IP 地址（通过 DHCP 服务）
（1）DHCP 协议及数据包封装（以 discover 包为例）
- 封装层次：应用层（DHCP 数据）→传输层（UDP，源端口 68 / 目标端口 67）→网络层（IP，源 IP0.0.0.0 / 目标 IP255.255.255.255）→数据链路层（MAC，源 MAC 为客户端 MAC / 目标 MAC 为广播 MAC（全 F））→物理层（电信号）。
（2）DHCP 报文传输过程
- 交换机处理：
- 收到 DHCP discover 广播包（目标 MAC 全 F），执行 “泛洪” 操作（广播转发）。
- 泛洪触发条件：广播帧（全 F）、组播帧、未知单播帧（MAC 表无记录）。
- 路由器（网关）处理：
- 接收数据包后，根据目标 IP 查表转发（最长掩码匹配规则）：有对应路由则转发，无则查缺省路由，均无则丢弃。
- 关键 DHCP 报文：
- discover：客户端广播请求 IP（源 IP0.0.0.0，目标 IP255.255.255.255）。
- offer：服务器回应（含分配的 IP，源 IP 为服务器 IP，目标 IP 为待分配 IP）。
- request：客户端确认选择的 IP（广播，告知所有 DHCP 服务器）。
- ack：服务器确认分配（单播，目标 MAC 为客户端 MAC）。
2. DNS 解析获取目标服务器 IP
（1）DNS 协议基础
- 作用：实现域名与 IP 地址的相互转换（解决 IP 地址难记忆问题）。
- 基于协议：UDP/TCP 53 号端口（多数查询用 UDP，服务器间记录同步用 TCP）。
- URL 结构：协议（如 HTTP）+ 域名（如www.google.com）+ 文件路径。
（2）域名结构（层次化）
- 层级：根域（.）→顶级域（如.com、.cn，标识区域 / 性质）→二级域（如 google、baidu，注册人名称）→主机名（如 www，区域内主机标识）。
- 完全合格域名（FQDN）：包含所有层级的完整域名（如www.google.com.，以根域 “.” 结尾）。
（3）域名解析原理
- 查询模式：
- 递归查询：客户端→本地 DNS 服务器（服务器返回最终结果）。
- 迭代查询：本地 DNS 服务器→根 / 顶级 / 二级 DNS 服务器（服务器返回下一级服务器地址，由查询方继续查询）。
- 流程：
- 客户端（小明电脑）发送 DNS 请求（目标 IP 为 ISP 的 DNS 服务器，源 IP 为 DHCP 分配的 IP）。
- 若客户端与 DNS 服务器不在同一网段，请求先发送至网关（需通过 ARP 获取网关 MAC）。
- 网关转发至 DNS 服务器，服务器解析后返回目标 IP（如谷歌服务器 IP）。
3. 建立 TCP 连接（三次握手）
- 目的：确保客户端与谷歌服务器间建立可靠的端到端连接。
- 过程：客户端发送 SYN→服务器回应 SYN+ACK→客户端发送 ACK（完成连接建立）。
4. HTTP 通信（数据传输）
- HTTP 协议：超文本传输协议（C/S 架构），基于 TCP 80 端口，用于传输网页数据（HTML 等）。
- 交互过程：
- 客户端发送 HTTP 请求报文（包含访问的资源路径等信息）。
- 服务器返回 HTTP 应答报文（包含网页内容）。
5. 断开 TCP 连接（四次挥手）
- 目的：数据传输完成后，释放连接资源。
- 过程：客户端发送 FIN→服务器回应 ACK→服务器发送 FIN→客户端回应 ACK（完成连接断开）。
第二章
1. 多点接入网络（MA）
- 定义：一条网段内存在多个设备。
- 细分类型：
- BMA（广播型多点接入，broadcast）：
- 特点：支持广播，所有设备可互访。
- 典型例子：以太网。
- NBMA（非广播型多点接入，Non-Broadcast Multi-Access）：
- 特点：不支持广播，仅 “spoke 与 hub” 可互访，“spoke 之间不可互访”。
- 应用场景：运营商接入网（如一根线连接多个宽带用户，用户间隔离，节省成本）。
- BMA（广播型多点接入，broadcast）：
2. P2MP（点到多点网络，point-to-Multipoint）
- 特点：需手动从其他网络类型更改（如在 OSPF 接口下配置
ospf network-type 网络类型）。 - 通信方式：模拟组播发送协议报文（如帧中继通过子接口实现），需手动指定邻居。
3. 点到点网络（P2P，point-to-point）
- 特点：网段内仅两台设备，一根线仅连接两个设备。
- 搭建方式：通过串线连接设备的串线接口（serial）。
- 常见串线：VAG 视频线、console 配置线。
- 传输标准：
- E1 标准：传输速率 2.048Mbps（欧洲标准）。
- T1 标准：传输速率 1.544Mbps（北美标准）。