网络学习笔记
ARP协议
在一个局域网内，当设备需要与其他设备进行通信时，它们使用的是IP地址来进行定位，但是网络中的通信实际上是基于MAC地址进行的。所以，当设备知道目标设备的IP地址时，需要通过ARP协议将该IP地址转换为对应的MAC地址，然后才能通过链路层进行通信
ARP: 将IP地址映射为MAC地址。
MAC 地址是网络设备（如网卡、交换机端口）的物理地址，属于数据链路层，用于局域网内的设备身份识别。
ARP的流程：
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设备A知道设备B的IP地址（例如 192.168.1.2），但不知道设备B的MAC地址。
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设备A向网络广播一个ARP请求：“谁是192.168.1.2的MAC地址？”
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设备B收到该请求，发现自己的IP地址是192.168.1.2，于是返回一个ARP响应，告知设备A它的MAC地址。
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设备A保存设备B的MAC地址到ARP缓存，以后可以直接使用该地址进行通信
OSI七层模型
| 层次 | 名称 | 作用 | 主要协议/设备 |
|---|---|---|---|
| 第1层 | 物理层（Physical Layer） | 负责数据的物理传输，如比特流的发送和接收。 | 集线器、网卡、电缆、无线传输等 |
| 第2层 | 数据链路层（Data Link Layer） | 提供数据的可靠传输，处理错误检测与纠正，数据帧的封装与解封装。 | 交换机、网桥、Ethernet、MAC、PPP |
| 第3层 | 网络层（Network Layer） | 负责路由选择与数据包转发，确保数据在网络中正确到达目标。 | 路由器、IP、ARP、ICMP |
| 第4层 | 传输层（Transport Layer） | 确保数据的可靠传输，流量控制，数据分段与重组。 | TCP、UDP、端口号 |
| 第5层 | 会话层（Session Layer） | 管理设备间的会话，确保会话的建立、维护和终止。 | NetBIOS、RPC |
| 第6层 | 表示层（Presentation Layer） | 数据的格式转换、加密、解密、压缩等，确保数据的兼容性。 | ASCII、JPEG、GIF、TLS/SSL |
| 第7层 | 应用层（Application Layer） | 提供用户服务和应用程序接口，如文件传输、电子邮件、Web浏览等。 | HTTP、FTP、SMTP、DNS、POP3、IMAP |
二层交换机
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二层交换机通过MAC地址来转发数据，工作在数据链路层。
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它利用MAC地址表来记住设备的位置，使用ASIC芯片高效地转发数据包。
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每个端口都在一个独立的冲突域中，避免了不同设备之间的冲突，提高了网络效率。
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交换机可以通过学习和记录MAC地址来不断优化数据转发路径。
MAC 地址老化时间，是交换机记住一个设备的 MAC 地址的时间。
如果交换机在这个时间内没有接收到来自这个 MAC 地址的数据包，它就会认为这个设备已经不在网络上了，于是把这个 MAC 地址从它的地址表中删除
RAID冗余磁盘
| RAID级别 | 性能 | 冗余 | 存储效率 | 适用场景 |
|---|---|---|---|---|
| RAID 0 | 高 | 无冗余 | 高 | 追求性能的应用，如视频编辑、游戏存储等 |
| RAID 1 | 中等（写入较慢） | 高（提供容错），可以容忍一个硬盘的故障，数据通过镜像复制可以恢复。 | 低（存储空间减半） | 数据安全要求高的场合，如文件备份、企业数据等 |
HDM
HDM（Hardware Device Management硬件设备管理）是服务器的远程管理接口，用于远程开关机、查看硬件状态、配置 BIOS 等，无需物理接触服务器。
网段
网段，一组连续 IP 地址的集合，通过一个 IP 地址 和一个 子网掩码 来确定一个网段。网段包含了该网段内的所有 IP 地址，并通过掩码来划定每个网段的范围。
同一网段的设备，可以直接通信，可以通过 交换机 直接通信，无需经过路由器。如果要和其他网段的设备通信，就需要路由器来进行转发。
掩码
掩码的作用是确定 “哪些 IP 属于同一个网段(具有相同网络部分的 IP 地址属于同一个网段。)”
网关
网关，通常是路由器，起到连接不同网络的作用
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家里的 Wi-Fi 路由器上，通常会设置一个 网关地址（比如
192.168.1.1），这个地址是路由器的 IP 地址。 -
当你在浏览器中输入网址（比如
www.google.com），你的电脑并不会直接联系到 Google。它会将请求发送到 网关（路由器），然后由路由器决定如何将请求转发到互联网中的 Google 服务器。
网关是连接不同网段的 “通道”
VLAN
VLAN（虚拟局域网） ：将一个物理局域网（LAN）划分成多个逻辑上的子网的技术。它允许将不同的设备分组到同一个虚拟网络中，即使它们位于不同的物理位置，也能像在同一个局域网内一样进行通信。
为什么需要 VLAN？
- 性能：减少广播流量，优化网络性能。
- 增强局域网的安全性：不同VLAN内的报文在传输时是相互隔离的，即一个VLAN内的用户不能和其它VLAN内的用户直接通信。
- 提高了网络的健壮性：故障被限制在一个VLAN内，本VLAN内的故障不会影响其他VLAN的正常工作。
网络地址
网络地址是由 IP 地址 和 子网掩码 通过位运算得到
举个例子：
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IP 地址：
192.168.1.100->11000000.10101000.00000001.00000000（二进制表示） -
子网掩码：
255.255.255.0->11111111.11111111.11111111.00000000（二进制表示）
对于 192.168.1.100，子网掩码 255.255.255.0 表示：
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网络地址部分是：
192.168.1（即前三个字节） -
主机地址部分是：
100（即最后一个字节）
通过与运算得出网络地址：192.168.1.0
11000000.10101000.00000001.00000000
AND
11111111.11111111.11111111.00000000
-----------------------------------
11000000.10101000.00000001.00000000
192.168.1.0/24 是一个IP地址和子网掩码的表示法，属于CIDR表示方式。它由两个部分组成：网络地址（192.168.1.0）和子网掩码（/24）。
/24 表示子网掩码是 255.255.255.0，即网络部分占用 24 位，剩下 8 位用于主机。
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网络部分：IP地址的前 24 位用于标识该网络，所有属于同一网络的设备都会使用这相同的网络地址部分。
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主机部分：IP地址的后 8 位可以用来标识网络中的具体设备。
IP 地址与网络地址的区别
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IP 地址：是设备在网络中的唯一标识符，用于与其他设备进行通信。
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网络地址：是通过 IP 地址和子网掩码计算得到的，标识该 IP 地址所在的网络。网络地址不是设备的地址，而是代表一个特定网段的地址，不能直接分配给设备。