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Linux相关网络基础——TCP/IP物理层、数据链路 · 组建局域网&VLAN/TRUNK 等

运维开发网 https://www.qedev.com 2021-04-08 13:29 出处:51CTO 作者:是维C呀
Linux相关网络基础——TCP/IP物理层、数据链路 · 组建局域网&VLAN/TRUNK · 进制 · IP地址、IP地址子网掩码逻辑与运算 · 路由器原理

目录

TCP/IP的 物理层

数据链路层

局域网组建

进制

IP地址

IP地址和子网掩码,逻辑与运算

路由器工作原理


TCP/IP的 物理层

  • 信号

1.模拟信号

是不断变换的物理量,适用电话网络

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2.数字信号

两种恒定物理量,适用计算机网络,抗噪音和抗衰减比较强

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  • 介质

1.双绞线 EIA/TIA568标准

外形八根线芯,两两互绞,也就是我们常见到的网线,分为屏蔽型和非屏蔽型(UTP),速率通常分为cat 5 /5类线/10M100M、cat 5e/超五类线/10M100M、cat 6/六类线/1000M等

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接口为RJ45/水晶头,生活中常见的网口,线序:EIA/TIA568B:橙白,橙,绿白,蓝,蓝白,绿,宗白 ,宗。需要制作的话可自行购买工具。

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2.光纤

分为多模/单模,多模纤芯粗/单模纤芯细,依次类推多模传输低速/单模高速,传输距离多模近/单模远,价格多模便宜/单模贵。

FC/ST/LC 光纤接口

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数据链路层

功能:链路创建,维护,管理;帧封装,传输,同步;差错校验

地址:MAC地址为媒体访问控制地址(Media Access Control Address);结构上为48位2进制数字、12位16进制数字

帧封装:目标MAC//源MAC//数据//CRC

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交换机工作原理:学习、广播、转发、更新

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局域网组建

通过Cisco Packte Tracert软件,组建一个局域网

1 安装cisco cpt软件

2 部署交换机和主机

3 直通线连线,主机和交换机。

4 为每个主机配置IP,互相ping测试

5 通过show  mac-address-table。观察交换机工作原理。

6 更换某个主机于交换机连接的接口,ping测试后, 再次观察交换机的mac地址表更新。

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  • VLAN

VLAN:虚拟局域网络Virtual Local Area Network

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划分VLAN:

创建VLAN (2~1024) 接口和VLAN 10

根据接口和VLAN的关系 F0/1~F0/10   VLAN 10 F0/11~F0/20  VLAN 20

语法配置

enable 特权

config t 进入配置模式(config)#

vlan 10 创建局域网10

interface  fastethernet0/1 必须要在接口模式下才可以输入

switch access vlan 10 将端口加入VLAN

exit 退出

Switch>show vlan brief 

注:使用相同vlan主机通信成功,不同vlan主机通信不成功。

  • TRUNK 干道

核心技术:打标

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TRUNK可以通过一根网线,传递不同VLAN 信息。(雷同于搭建局域网,但又可以将两个局域网的路由链接在一起。

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注:

实现不同交换机上,相同VLAN主机通信成功。

实现不同交换机上,不相同VLAN主机通信不成功。

交换机接口工作模式,分为acces和trunk

access是指定接口连接的是主机

trunk是指定接口连接的是交换机,需要通过多个VLAN的数据

进制

数位不能随便调整!

十进制

数值:0~9 十进制里能用10个符号

位权:百位十位个位

二进制

数值:0~1

位权:128-64-32-16-8-4-2-1

十六进制

数值:0~9,A(10),B(11),C(12),D(13),E(14),F(15)

位权:十六的倍数

二进制,十进制互转

10和2互转

128   64     32    16     8      4     2      1

1      1       1      1     1      1    1     1

位权加减法

十进制转换成2进制

128十进制 = 11111111二进制

方法:

1  请将8位2进制,每个位置的位权写出来。

2  通过加减法,在2进制位权中取得相应数字。 不足的位置用0填充。

如:

129=1000 0001

192=1100 0000

130=1000 0010

二进制转十进制反之

IP地址

IP地址是由32位二进制数组成,IP用于主机在互联网中的标识,同时使用4组十进制来表示的标识(如192.168.1.1)

  • IP地址的分类:(商业和个人通常使用ABC类地址)

A类(1~126)

B类(128~191)

C类(192~223)

D类(224~239)组播

E类(240~255)科研

  • 私有IP分类

A类:10.0.0.0~10.255.255.255

B类:172.16.0.0~172.31.255.255

C类:192.168.0.0~192.168.255.255

  • 子网掩码

作用:32位2进制数字,运算出IP地址的网络部分。

分类:

A类:255.0.0.0

B类:255.255.0.0

C类:255.255.255.0

IP地址和子网掩码,逻辑与运算

要想在同一网段,必需做到网络标识相同,各类IP的网络标识算法都是不一样的:A类的,只算第一段。B类,只算第一、二段。C类,算第一、二、三段。

  算法只要把IP和子网掩码的每位数AND就可以了。

  AND方法:0和1=0 0和0=0 1和1=1

  如:And 192.168.0.1,255.255.255.0,先转换为二进制,然后AND每一位

  IP      11000000.10101000.00000000.00000001

  子网掩码    11111111.11111111.11111111.00000000

  得出AND结果     11000000.10101000.00000000.00000000

  转换为十进制192.168.0.0,这就是网络标识,

  再将子网掩码反取,也就是00000000.00000000.00000000.11111111,与IP AND

  得出结果00000000.00000000.00000000.00000001,转换为10进制,即0.0.0.1,

  这0.0.0.1就是主机标识。要想在同一网段,必需做到网络标识一样。

  默认子网掩码的B类IP

  如IP:188.188.0.111,188.188.5.222,子网掩码都设为255.255.254.0,在同一网段吗?

  先将这些转换成二进制

  188.188.0.111 10111100.10111100.00000000.01101111

  188.188.5.222 10111100.10111100.00000101.11011010

  255.255.254.0 11111111.11111111.11111110.00000000

  分别AND,得

  10111100.10111100.00000000.00000000

  10111100.10111100.00000100.00000000

  网络标识不一样,即不在同一网段。

  • 网络地址

网络位相同,IP地址是同一网段,直接通信

网络位不同,IP地址不是同一网段,不能直接通信,必须经过网关路由器转发

网络层封装

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路由器工作原理

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路由表形成

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路由协议

静态路由(实现部分)

动态路由(自动获取)

例如:

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注:

上网需要网关

网关的路由表可以形成直连路由

网关的路由表可以手动添加非直连路由

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