计算机网络基础知识-数据链路层(MAC 交换机)与网络层(IP 路由器)

一、软件的一些概念

IP地址、子网掩码、网关(地址)、广播地址 :
a.ip是由32个二进制数组成
b.子网掩码(用1的部分和0的部分)将ip地址分成网络编号和主机编号两部分,即确定了哪些地址属于一个网段
c.广播地址是一般是网段里面的最后一个地址,发送给广播地址的数据包默认发送给这个网段里面的所有地址。
d.网关是一个双重身份的间谍——注:网关功能可以用路由器实现。
一方面它是内网里面的老大(局域网IP,通常是网段里可用的第一个地址),所有想要访问外网的局域网设备都要经过网关。
另一方面还有一个外网的身份(即公网IP) ——内网下的设备在浏览器输入ip都可得到公网IP

举例:某电脑
IP地址:192.168.1.15
子网掩码:255.255.255.0 
——确定了网络编号部分是前24位,主机编号是后8位
——网段从192.168.1.1~192.168.1.254
——192.168.1.0192.168.1.255(广播地址),不能用作IP地址
网关:192.168.1.1
广播地址:192.168.1.255
二、规定与协议:

1.DHCP(动态主机分配协议自动分配):给内网里的设备分配一个唯一的IP(当然也可以自己设置)
3.NAT(网络地址转换协议):内网IP与公网IP进行转换的协议
3.只能用来作为内网ip,不能用来当公网ip的网段:
10.0.0.0/8
172.16.0.0/12
192.168.0.0/16
广域网IP地址一般要到ISP处交费之后才能申请到,所谓服务器就是一台开启了对外服务接口和端口的性能比较优越的电脑,

三、硬件及接口介绍:

1.光猫、路由器、pc

光猫主要作用:光信号转换为电信号
家庭上网的第一步,光猫一头接入运营商的光纤,一头连接路由器(光猫开启路由模式,也可以不连接路由器直接连设备)
光猫上网模式:路由模式和桥接模式
路由模式(相当于一个路由器):光猫首先自动拨号从运营商获得IP地址,光猫自己变成内网中的网关,通过NAT技术生成子网地址分配给连接的设备。
桥接模式:光猫的下联设备(路由器、电脑等)通过账号密码(办理宽带时运营商提供的)进行拨号,认证成功后直接分配运营商提供的IP地址,无法获得原生公网IP地址(从外部网络无法访问家庭网络)

2、光猫(或路由器)的WAN、LAN、WLAN接口

WAN口:用于连接广域网的接口,例如:从光猫引出的网线连接WAN口
LAN口:用于连接局域网中设备的接口,例如:光猫或路由LAN口拉出的网线连接电脑
WLAN天线:Wireless LAN,无线路由器配置的WIFI相当于LAN口,可以连接自己的无线设备

3.交换机、虚拟接口lan与vlan

vlan工作在第二层数据链路层。
1.当路由器的LAN口不够用时,使用交换机进行扩展可以增加设备
2.交换机的所有接口在同一个广播域里,一个交换机所连的设备在一个逻辑子网中
3.连接同一个LAN口的设备,就是连接同一个网关的设备,就是一个网段里面的设备,就是划分在一个lan下面的设备。默认在同一网段下是可以彼此之间通讯的
4.把这些接口连接的设备划分出不同的网段就是vlan的作用。一个vlan就是一个广播域。 不同vlan下的设备要通过三层设备实现互通

四、虚拟机的网络配置

网卡:计算机与外界局域网连接通过的一块网络接口板,包含存储器、处理器,每块网卡有一个唯一的地址叫做MAC地址,也叫物理地址,(真)全球唯一。
虚拟网卡:电脑软件模拟出来的网卡
1.网络地址转换(NAT):重新在一个新的网段中选取一个ip地址,主机自己也会生成一个虚拟ip与虚拟机通讯,但访问外部数据依然使用原主机的ip;虚拟机数据包以主机的名义转发出去,可以访问互联网但不能和内网内其他设备之间ping通讯,虚拟机和主机在共享一个IP地址。(一个有公网IP的网关)
2.桥接模式:和主机在同一网段,可以和外部同一网段下主机通讯;会占用局域网中的一个IP地址,一台完全独立的计算机(可能造成ip冲突)。
3.仅主机模式:默认情况下,使用仅主机模式网络虚拟系统和真实的网络是被隔离开的

例1:虚拟机设置为NAT模式,主机使用无线局域网上网

虚拟机ip:192.168.194.128
电脑以太网适配器VMware Network VMnet8(NAT模式专用):192.168.194.1
——主机虚拟出的内网网关地址
电脑无线局域网ip:10.54.151.52
电网连接的局域网的网关:10.54.159.254
浏览器搜索ip:58.246.203.155
在这里插入图片描述
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WLAN无线局域网中的硬件属性查看到Ipv4 DNS服务器!!

2:手机开热点,电脑连接手机热点

手机浏览器搜公网IP:112.65.61.222
电脑浏览器搜的公网IP:112.65.61.222
计算机ipconfig得到本机内网ip:192.168.43.121 网关:192.168.43.1
关于通过网关数据转发与接收:当数据包发送时打上公网IP(并且加上端口还),返回的数据包去除公网IP后,根据端口号知道发送给具体哪一个设备。
在这里插入图片描述
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思考:
1.WLAN与WIFI的区别?——WLAN比WiFi范围更广
2.路由器怎么做交换机使用?——只连接LAN口而不练WAN口
3、自己在家搭一个网站需要什么条件?——一个专用公网IP
4、什么是拨号上网、宽带上网、以太网?
5、DNS域名解析服务器与IP分配服务器?
6.家里有光猫,光猫也连了路由器放在客厅,但路由器离房间太远,现有一个闲置路由器在房间怎么设置才能让房间的路由器发挥作用

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