导图社区 网络参考模型
这是一篇关于网络参考模型的思维导图,主要内容包括:TCP/IP参考模型。应用层、 传输层、网络层、数据链路层等。
编辑于2024-03-27 14:26:50网络参考模型
TCP/IP参考模型
应用层
DHCP
动态主机配置协议 功能:可以为客户机自动分配IP地址、子网掩码以及缺省网关、DNS服务 器的IP地址等TCP/IP参数。
HTTP
超文本传输协议 功能:客户端和服务端进行数据传输的一种规则
FTP
文件传输协议 功能:用于在网络上进行文件传输的标准协议之一。它允许用户在客户端和服务器之间传输文件,并提供了一种简单的方式来管理文件系统。
TELNET
远程终端协议 功能:用于远程登录到计算机或设备的网络协议。它允许用户通过网络连接到远程主机,并在该主机上执行命令、查看和修改文件等操作 端口号23
SSH
安全外壳协议 功能: 用于安全地在网络上进行远程登录和执行命令。它通过加密通信会话,提供了对网络中数据传输的保密性和完整性,并提供了对远程服务器进行身份验证的机制 端口号22
传输层
TCP
传输控制协议 面向连接,基于字节流的传输层协议 端口号:6
三次握手
握手过程
主动关闭连接的一方向对方发送一个带有FIN(Finish)标志的TCP报文段。 这表示发送方已经完成了数据的发送,希望关闭连接。
对方接收到带有FIN标志的TCP报文段后,会向发送方发送一个带有ACK(Acknowledgement)和FIN标志的TCP报文段。
对方收到ACK后,会向发送方发送一个带有FIN标志的TCP报文段。 这表示对方也已经完成了数据的发送,希望关闭连接。
滑动窗口机制:TCP(Transmission Control Protocol)的滑动窗口机制是一种流量控制机制,用于控制发送方和接收方之间的数据传输速率,以确保网络的有效利用和稳定性。该机制通过调整发送方和接收方的窗口大小来实现。
四次挥手
挥手过程
发送方(Client)向接收方(Server)发送一个带有FIN(Finish)标志的TCP报文段,表示发送方已经没有数据要发送了,但仍可以接收数据。
接收方收到FIN后,向发送方发送一个确认(ACK)报文段,表示已经收到了发送方的关闭请求。
接收方(Server)也可能有数据要发送,因此在关闭之前,它会先发送一个带有FIN标志的TCP报文段给发送方。
发送方收到接收方的FIN后,发送一个确认(ACK)报文段给接收方,表示已经收到了关闭请求。
UDP
用户数据包协议 简单的,面向无连接的传输层协议 端口号:17
网络层
静态路由
动态路由
RIP
基于距离矢量的路由协议 功能:根据路由器之间的距离来衡量路径的优劣。选择最佳路由。度量值是跳数。
IS-IS
基于链路状态的内部网关协议 功能:通过在网络中的路由器之间交换链路状态信息来确定最佳路径。
协商过程状态
1. 邻居关系状态(Neighbor Relationship State): Down状态:初始状态,表示邻居关系尚未建立。 Init状态:表示正在等待收到对方路由器的Hello消息。 Up状态:表示邻居关系已建立,可以进行路由信息的交换。 2-Way状态:表示双方已经确认彼此存在,但尚未达成邻居协议。
2. 路由器状态(Router State): L1状态:表示路由器在Level 1区域中。 L2状态:表示路由器在Level 2区域中。 L1/L2状态:表示路由器同时在Level 1和Level 2区域中。
OSPF
基于链路状态的开放式最短路径优先协议 功能:通过Dijkstra算法来计算最短路径,并选择最佳的路径传输数据包。度量值是开销
协商过程状态
Down(关闭):初始状态,表示OSPF进程已经关闭,路由器尚未进行任何邻居关系的建立。
Init(初始化):表示路由器正在尝试向另一个路由器发送Hello报文,以建立邻居关系。
2-Way(双向):表示两个路由器之间已经成功交换了Hello报文,彼此已经意识到对方的存在,但还没有建立完全的邻居关系。
Exstart(起始):在此状态下,路由器确定谁将充当Master,开始在Master和Slave之间交换数据库描述符(DD)报文。
Exchange(交换):在此状态下,路由器交换LSA摘要列表(LSA Summary List),用于描述其拥有的链路状态信息。
Loading(加载):在此状态下,路由器根据收到的数据库描述符(DD)报文请求,从邻居路由器请求缺少的链路状态信息,并开始加载。
Full(完全):表示路由器之间已经建立了完全的邻居关系,已经成功交换了所有链路状态信息,可以开始转发数据了。
协商过程报文类型
Hello报文(Hello Packet):用于发现邻居路由器和建立邻居关系。Hello报文中包含了路由器的ID、区域ID、优先级等信息,用于确认网络中其他OSPF路由器的存在。
数据库描述符报文(Database Description Packet,简称DD报文):用于描述路由器拥有的链路状态数据库(LSDB)的摘要信息。DD报文中包含了LSA的序列号、LSA的类型等信息,用于邻居路由器之间的数据库同步。
链路状态请求报文(Link State Request Packet,简称LSR报文):用于请求邻居路由器发送其拥有的某个LSA。当发现某个邻居路由器拥有的LSA在本地路由器的LSDB中不存在时,就会发送LSR报文请求该LSA的详情。
链路状态更新报文(Link State Update Packet,简称LSU报文):用于向邻居路由器发送本地路由器拥有的某个LSA的详细信息。当收到LSR报文请求某个LSA时,就会发送LSU报文向邻居路由器提供相应的LSA内容。
链路状态确认报文(Link State Acknowledgment Packet,简称LSAck报文):用于确认收到LSU报文。当收到LSU报文后,邻居路由器会发送LSAck报文确认收到。LSAck报文也用于确认收到LSR报文。
BGP
边界网关协议 功能:用于在不同自治系统(AS)之间交换路由信息。
EBGP(External BGP):EBGP是指两个不同AS之间的BGP邻居关系。当两个相邻路由器属于不同的自治系统时,它们之间的BGP邻居关系就是EBGP关系。EBGP邻居关系通常用于在不同的ISP之间交换路由信息,或者用于连接不同的企业网络。
IBGP(Internal BGP):IBGP是指同一个AS内的BGP邻居关系。当两个相邻路由器属于同一个自治系统时,它们之间的BGP邻居关系就是IBGP关系。IBGP邻居关系通常用于在一个自治系统内部传播路由信息,确保所有路由器都了解到AS内部的完整路由信息。
路由反射 基本思想是在一个AS内部创建BGP路由反射器(Route Reflector),它负责向其他的IBGP路由器传播路由信息。其他的IBGP路由器将路由信息发送给路由反射器,而不再直接发送给所有的IBGP邻居。路由反射器会将接收到的路由信息再传播给其他的IBGP路由器,从而实现了路由信息的分发。
路由引入
路由黑洞(Routing Blackhole): 路由黑洞是指在网络中存在一些无效的或者不可达的路由,导致数据包被路由到一个不存在的地址或者无法到达的目的地,最终被丢弃掉。这种情况可能由于配置错误、网络故障或者路由选择算法问题等原因引起。
黑洞路由(Blackhole Route): 黑洞路由是指网络中设置了一个特殊的路由,将所有传入的数据包都丢弃掉,而不进行转发。这种路由通常被用于防御DDoS(分布式拒绝服务)攻击或者网络流量过载的情况下,将攻击流量引入黑洞路由,以减轻对网络的影响。
地址转换
静态NAT
一种一对一的地址映射技术,将一个私有IP地址映射到一个公共IP地址,这种映射关系是固定的,不会随时间或连接数的变化而改变。静态NAT通常用于服务器等需要对外提供服务的设备。
动态NAT
一种多对多的地址映射技术,将私有IP地址动态地映射到公共IP地址池中的一个可用IP地址,映射关系随着时间或连接数的变化而动态调整。动态NAT通常用于大型网络中的客户端主机访问公共网络资源。
路由控制
策略路由
通过策略路由,可以根据源地址、目标地址、服务类型、数据包大小等因素,将数据包引导到不同的出口或路径。功能:可以用于实现流量工程、负载均衡、故障切换等网络管理目的。
路由策略
可以根据源地址、目标地址、协议类型等条件来确定路由选择的优先级和行为。功能:优化网络性能、提高安全性、实现特定的网络需求,例如限制流量、过滤恶意流量等。
数据链路层
交换机工作原理
转发(Forwarding): 一旦交换机学习到了目的主机的MAC地址和相应的端口信息,它就可以直接将数据包转发到目标端口,而不再进行泛洪。转发是指交换机根据学习到的MAC地址表来确定数据包应该转发到哪个端口,以最快速度将数据包传递到目的地。
丢弃(Discarding): 有时,交换机可能会因为一些原因无法正确地转发数据包,比如目标MAC地址不在MAC地址表中,或者端口出现故障。在这种情况下,交换机会丢弃该数据包,以防止它在网络中产生不必要的传播,同时可以减少网络拥堵和资源浪费。
泛洪(Flooding): 当交换机收到一个数据包,但无法确定数据包应该转发到哪个端口时,它会将该数据包通过除了接收端口外的所有端口进行广播。这个过程称为泛洪。泛洪确保了数据包可以到达目的地,同时也有助于学习网络中的拓扑结构。
MAC地址表是交换机中的一种数据结构,用于记录MAC地址与端口之间的对应关系。当交换机接收到一个数据帧时,它会检查帧中的源MAC地址,并将其与接收到该帧的端口相关联,然后将这个对应关系记录到MAC地址表中。当需要转发数据帧时,交换机会查询MAC地址表,找到目标MAC地址对应的端口,并将数据帧转发到该端口。这样可以避免数据帧在网络中传播,提高了网络的传输效率。MAC地址表是动态更新的,会根据网络中不断发送的数据帧来不断更新,以确保表中的记录与网络拓扑结构保持一致。
生成树协议
用于解决网络核心层构建冗余链路里产生的网络环路问题。
(Spanning Tree Protocol,STP)是一种网络协议,用于在具有冗余连接的以太网网络中防止环路的产生,保证网络的稳定性和可靠性。STP通过选择一条最佳路径,将网络中的冗余连接进行屏蔽,从而构建一棵无环的树形拓扑结构。
Rapid Spanning Tree Protocol(RSTP)是STP的一种改进版本,其主要特点是在网络拓扑结构发生变化时,重新计算生成树的时间更快,可以更快地恢复网络的可用性。
Multiple Spanning Tree Protocol(MSTP)是一种支持多个生成树实例的协议,允许网络管理员将网络划分为多个区域,并为每个区域分配一个独立的生成树实例,以提高网络资源利用率和灵活性。MSTP是IEEE 802.1s标准定义的,结合了RSTP的快速收敛特性和VLAN的灵活性,是企业级以太网交换机常用的生成树协议。
虚拟局域网/VLAN
子主题
交换机接口类型
Access
接收(RX): 在接收方向,交换机的"Access"接口接收来自终端设备的数据帧。 当终端设备发送数据帧到交换机的"Access"接口时,交换机会对数据帧进行处理,包括解封装以太网帧、检查目标MAC地址等。 如果数据帧的目标MAC地址与交换机的MAC地址表中的条目匹配,并且该条目指示该数据包应该通过该"Access"接口发送到特定端口,则数据包将被转发到该端口。
发送(TX): 在发送方向,交换机的"Access"接口将数据帧发送到连接的终端设备。 当交换机收到需要发送到特定"Access"接口的数据包时,它会将数据包发送到该接口,并将其封装为以太网帧。 终端设备的网卡接收到数据帧后,会进行解封装,并将数据包传递给连接到该网卡的设备或应用程序进行进一步处理。
Trunk接口用于在交换机之间或交换机与路由器之间传输多个VLAN的数据。它允许通过单个物理链路传输多个VLAN的数据帧,并且通常会使用VLAN标记来区分不同的VLAN。 Trunk接口上的数据帧通常会使用IEEE 802.1Q标准进行标记,以便在传输过程中识别和区分不同的VLAN。 Trunk接口通常配置为允许所有VLAN通过,并且是网络中不同设备之间VLAN信息传输的关键部分。
Hybrid接口是一种灵活的接口类型,它可以同时传输未标记的数据帧和已标记的数据帧。 这种接口类型通常用于连接网络设备和终端设备之间的链路,允许同时传输不同类型的数据帧,包括未标记的数据(access数据)和已标记的数据(trunk数据)。 Hybrid接口通常需要管理员配置以确定哪些VLAN是标记的(trunk)以及哪些是未标记的(access),并且可以根据具体的网络需求进行灵活配置。
子网划分的流程涉及确定需求、选择子网掩码、计算子网范围、划分子网和配置网络设备等步骤,而其原理则是通过子网掩码来区分网络位和主机位,并通过增加网络位数来划分更多的子网。
物理层
RG45双绞线
光纤
同轴线缆