计算机网络与通讯知识总结
计算机网络与通讯知识总结
基础知识总结
1）FTP：文件传输 SSH：远程登录 HTTP：网址访问
2）交换机
- 定义：一种基于MAC地址实现局域网（LAN）内数据高速转发的网络设备，可为接入设备提供独享通信通道。
- 核心功能：
1.数据链路层（OSI第二层）工作，通过MAC地址实现数据帧的快速过滤与转发。
2.分割冲突域，减少数据碰撞，提升局域网内部传输效率。 - 应用场景：
1.局域网构建：连接多台计算机、服务器等设备，提供高速内部通信（如办公室、校园网）。
2.独享带宽需求：通过端口隔离实现每个设备独享带宽，避免网络拥塞。
3）路由器
- 定义：基于IP地址实现不同网络间互联的设备，具备路径选择、安全防护等高级功能。
- 核心功能：
1.网络层（OSI第三层）工作，通过IP地址进行跨网络数据包路由与转发。
2.提供NAT（网络地址转换）、防火墙、流量管理等功能，支持广域网（WAN）连接。 - 应用场景
1.跨网络互联：连接局域网与广域网（如家庭宽带接入互联网）。
2.安全与扩展需求：需NAT、防火墙或VPN功能的企业网络及智能家居场景。
4）Modbus TCP是应用层协议，其本质为“Modbus规范在TCP/IP协议栈上的封装实现”。通过将Modbus指令嵌入TCP数据包，既保留了Modbus的设备控制功能，又借助TCP/IP实现了高速、可靠的网络通信。
5）TCP/IP协议簇是由多层级网络协议构成的集合，覆盖从物理传输到应用服务的全流程通信需求，核心协议分类如下：
a.应用层协议
负责应用程序间的数据交互与业务逻辑实现，主要协议包括：
HTTP（超文本传输协议）：用于网页数据传输（如浏览器与服务器通信）。
FTP（文件传输协议）：支持文件上传与下载。
SMTP（简单邮件传输协议）：管理电子邮件的发送。
DNS（域名解析协议）：将域名转换为IP地址。
POP3（邮局协议）：用于接收电子邮件。
b.传输层协议
提供端到端的数据传输服务，分为两类：
TCP（传输控制协议）：
面向连接，通过三次握手建立可靠通信。
支持流量控制与错误重传，保障数据完整性。
UDP（用户数据报协议）：
无连接，低延迟但不可靠传输（适用于实时场景）。
c.网络层协议
处理数据包的寻址与路由，关键协议包括：
IP（网际协议）：定义IP地址格式并负责数据包路由。
ICMP（互联网控制报文协议）：用于网络诊断（如ping命令）。
ARP（地址解析协议）：将IP地址映射为物理MAC地址。
d.网络接口层协议（TCP/IP模型的最底层，对应OSI模型的物理层和数据链路层）
管理物理介质与数据链路层通信，常见协议为：
PPP（点对点协议）：支持拨号网络等点对点连接。
SLIP（串行线路接口协议）：早期串行线路数据传输协议。
5）Socket本身并不是一个协议，而是一个编程接口（API）。Socket通信的实现依赖于Socket编程接口，该接口是操作系统为应用程序提供的网络通信能力抽象层。它封装了底层网络协议（如TCP/IP或UDP），使开发者无需关注协议细节即可实现设备间的数据传输。
IP地址和MAC地址详解
IP地址详解
IP地址（Internet Protocol Address）是互联网协议中用于唯一标识网络设备或节点的逻辑地址，其核心作用是为互联网上的每个网络和主机提供统一标识，从而屏蔽物理地址的差异。
逻辑标识：与物理硬件无关，由网络服务商动态分配（如DHCP）或手动配置，可随设备接入网络的位置变化。
唯一性：在特定网络范围内唯一标识设备，类似“全球门牌号”，支持跨网络通信。
a.结构与组成
地址格式：
IPv4：由32位二进制数构成，通常表示为四段十进制数（如 192.168.1.1）。
IPv6：由128位二进制数构成，采用十六进制分段表示（如 2001:0db8:85a3::8a2e:0370:7334），解决IPv4地址耗尽问题。
地址组成：
网络位（Net ID）：标识设备所属的网络（如局域网、广域网）。
主机位（Host ID）：标识网络内的具体设备。
子网掩码：
用于划分网络位和主机位（如 255.255.255.0），确保同一局域网内的设备可相互通信。
b.分类与类型
按版本划分：
IPv4：早期主流，支持约43亿个地址，已逐渐被IPv6取代。
IPv6：地址数量近乎无限，支持更复杂的网络架构。
按用途划分：
公有IP：全球唯一，用于互联网设备直接通信（如服务器）。
私有IP：局域网内使用，需通过NAT转换访问公网（如家庭路由器分配的地址）。
按分配方式划分：
静态IP：手动配置，长期固定（常用于服务器）。
动态IP：由DHCP自动分配，临时使用（如家庭宽带）。
传统分类（IPv4）：