• 网络划分

  • 基础知识

  LAN （local area network） 局域网 WAN （wide area network） 广域网 WLAN （wireless lan） 无线局域网 VLAN （virtual local area network）虚拟局域网 WIFI （wireless fidelity）无线局域网 ip网段：ip地址+子网掩码 CIDR: 无类别域间路由 ”/“来表示子网掩码

  • 网络划分

  1. 需要 划分成多少子网

     假如要划分4个网络，则2^x=4，x=2、要划分8个网络，则2^x=8，x=3 x代表取多少位1

  2. 每个网络需要ip数

     计算公式：2y-2，y代表取值多少位0，如11111000，代表取值3位0，即y=3,得出23=8-2=6，即每个网络可用的IP数量是6个

  3. 有哪些子网络

     计算公式：256-子网掩码。假如子网掩码为255.255.255.192，则块大小为256-192=64，即块大小为64。从0开始以64为基数不断递增，直到达到子网掩码值，中间的结果即为子网，本例中子网即0、64、128、192。

  4. 每个子网号和广播地址

     子网号很简单，即子网块值，如掩码为192，则子网块为256-192=64，得出子网为0、64、128、192，即子网号为0、64、128、192。再如掩码为128，则子网为128，则子网好0、128。

     广播地址也很简单，总是下一个子网前面的数。如子网号为0、64、128、192、则广播地址为63、127、191。再如子网号为0、128，则广播地址为127.

     看到这里大家知道为啥在计算每个网络可用的IP数时，公式里要-2吗？这是因为每个子网号（子网号也是一个IP地址）和广播地址是不能配给主机用的。

• CIDR（无类别域间路由，Classless Inter-Domain Routing）。CIDR最大的特点是用斜杠（/）来表示子网掩码，指出了子网掩码中有多少位1

  A类网络默认子网掩码是255.0.0.0，用CIDR表示为/8 B类网络默认子网掩码为255.255.0.0.0，用CIDR表示为/ 16 C类网络默认子网掩码为255.255.255.0，用CIDR表示为/ 24

OSI七层模型

• 物理层（Physical Layer）

  • 负责数据的物理传输，定义电压、接口、线缆标准等
  • 常见设备：集线器（Hub）、中继器（Repeater）
  • 数据单位：比特（Bit）

• 数据链路层（Data Link Layer）

  • 负责相邻节点间的数据传输，错误检测和纠正
  • 协议：以太网协议、PPP协议
  • 设备：交换机（Switch）、网桥（Bridge）
  • 数据单位：帧（Frame）
  • MAC地址：物理地址，48位，用于标识网络设备

• 网络层（Network Layer）

  • 负责路径选择和逻辑地址定义
  • 协议：IP协议、ICMP协议、ARP协议
  • 设备：路由器（Router）
  • 数据单位：数据包（Packet）
  • IP地址：逻辑地址，用于网络中设备的唯一标识

• 传输层（Transport Layer）

  • 负责端到端的数据传输和可靠性保证
  • 协议：TCP协议、UDP协议
  • 数据单位：段（Segment）
  • 端口号：用于标识应用程序，范围0-65535

• 会话层（Session Layer）

  • 负责建立、管理和终止会话
  • 功能：会话管理、同步、检查点设置

• 表示层（Presentation Layer）

  • 负责数据的格式化、加密和压缩
  • 功能：数据编码、加密解密、压缩解压

• 应用层（Application Layer）

  • 为应用程序提供网络服务
  • 协议：HTTP、HTTPS、FTP、SMTP、DNS、DHCP
  • 数据单位：数据（Data）

TCP/IP四层模型

• 网络接口层（Network Interface Layer）

  • 对应OSI的物理层和数据链路层
  • 处理与物理网络的连接

• 网络层（Internet Layer）

  • 对应OSI的网络层
  • 主要协议：IP、ICMP、ARP

• 传输层（Transport Layer）

  • 对应OSI的传输层
  • 主要协议：TCP、UDP

• 应用层（Application Layer）

  • 对应OSI的会话层、表示层、应用层
  • 主要协议：HTTP、FTP、SMTP、DNS等

重要网络协议

• TCP协议（传输控制协议）

  • 特点：面向连接、可靠传输、流量控制、拥塞控制
  • 三次握手建立连接：
    1. 客户端发送SYN包到服务器
    2. 服务器回复SYN+ACK包
    3. 客户端发送ACK包，连接建立
  • 四次挥手断开连接：
    1. 客户端发送FIN包
    2. 服务器回复ACK包
    3. 服务器发送FIN包
    4. 客户端回复ACK包，连接断开

• UDP协议（用户数据报协议）

  • 特点：无连接、不可靠传输、开销小、传输效率高
  • 适用场景：视频直播、在线游戏、DNS查询

• IP协议（网际协议）

  • IPv4：32位地址，点分十进制表示，如192.168.1.1
  • IPv6：128位地址，冒号分隔的十六进制表示
  • IP地址分类：
  • A类：1.0.0.0-126.255.255.255 (/8)
  • B类：128.0.0.0-191.255.255.255 (/16)
  • C类：192.0.0.0-223.255.255.255 (/24)

• ARP协议（地址解析协议）

  • 作用：将IP地址解析为MAC地址
  • 过程：广播ARP请求 → 目标主机单播ARP应答

• DNS协议（域名系统）

  • 作用：将域名解析为IP地址
  • 端口：53
  • 类型：A记录、AAAA记录、CNAME记录、MX记录等

网络设备

• 集线器（Hub）

  • 工作在物理层
  • 共享带宽，半双工通信
  • 所有端口组成一个冲突域

• 交换机（Switch）

  • 工作在数据链路层
  • 独享带宽，全双工通信
  • 每个端口是一个冲突域
  • MAC地址表学习和转发

• 路由器（Router）

  • 工作在网络层
  • 连接不同网段
  • 路由表决定数据包转发路径
  • 分隔广播域

• 网关（Gateway）

  • 连接不同协议的网络
  • 协议转换功能
  • 默认网关：本网段访问其他网段的出口

网络故障排查

• 常用命令

  • ping：测试网络连通性
  • traceroute/tracert：跟踪路由路径
  • nslookup/dig：DNS查询
  • netstat：查看网络连接状态
  • arp：查看ARP表
  • ipconfig/ifconfig：查看网络配置

• 排查步骤

  1. 检查物理连接
  2. 检查IP配置
  3. 测试本地网关连通性
  4. 测试DNS解析
  5. 检查防火墙设置
  6. 检查服务状态

网络安全基础

• 防火墙

  • 包过滤防火墙：基于IP地址、端口过滤
  • 状态检测防火墙：跟踪连接状态
  • 应用层防火墙：深度包检测

• VPN（虚拟专用网络）

  • 作用：在公网上建立安全的私有通道
  • 类型：站点到站点VPN、远程访问VPN
  • 协议：IPSec、L2TP、PPTP、OpenVPN

• 网络攻击类型

  • DDoS攻击：分布式拒绝服务攻击
  • ARP欺骗：伪造ARP应答包
  • DNS劫持：篡改DNS解析结果
  • 中间人攻击：截获并篡改通信数据

性能优化

• 带宽管理

  • QoS（服务质量）配置
  • 流量整形和限速
  • 带宽分配策略

• 网络监控

  • 流量监控工具：iftop、nload、ntopng
  • 网络性能指标：带宽利用率、延迟、丢包率
  • SNMP协议进行设备监控

• 负载均衡

  • 轮询：依次分发请求
  • 加权轮询：根据权重分发
  • 最少连接：分发到连接数最少的服务器
  • IP哈希：根据客户端IP进行哈希分发