网络基础知识复习资料合集

网络基础知识复习资料合集在计算机网络技术的学习与实践中，扎实的基础认知是解决复杂问题、搭建稳定网络环境的核心前提。这份复习资料围绕网络体系结构、协议解析、设备组网、地址管理、运维安全五大维度展开，梳理关键知识点与实用技巧，既适用于备考（如软考、网络工程师认证），也能为日常网络运维、架构设计提供理论支撑。一、网络体系结构：分层模型的逻辑与实践网络体系结构通过“分层”将复杂的通信过程拆解为独立模块，降低设计与排障难度。业界主流的分层模型有OSI七层参考模型与TCP/IP四层模型，二者既存在对应关系，也有设计理念的差异。（一）OSI七层参考模型（开放式系统互联参考模型）OSI模型由国际标准化组织（ISO）提出，从下到上分为物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层，每层专注解决一类通信问题：物理层：负责原始比特流的传输，定义物理介质（如网线、光纤、无线频谱）的电气特性、接口标准（如RJ45、LC）、传输速率（如100Mbps、10Gbps）。典型技术：以太网物理层（10BASE-T、100BASE-FX）、WiFi的802.11物理层。数据链路层：将物理层的比特流封装为帧，并通过MAC地址实现局域网内的设备寻址，同时处理差错检测（如CRC校验）与流量控制。子层分为：逻辑链路控制（LLC）：屏蔽不同物理介质的差异，提供统一的帧格式。介质访问控制（MAC）：定义“如何占用物理介质”，如以太网的CSMA/CD（早期共享式网络）、交换机的全双工模式。典型协议：以太网（Ethernet）、PPP（点对点协议，用于拨号、VPN）、HDLC（广域网链路层协议）。网络层：负责不同网络间的路由与寻址，核心是IP地址（IPv4/IPv6）与路由选择。功能包括：逻辑寻址：为设备分配唯一的网络层地址（如）。路由转发：通过路由协议（如OSPF、BGP）计算最优路径，将数据包转发到目标网络。典型协议：IP（IPv4、IPv6）、ICMP（互联网控制消息协议，用于ping、traceroute）、ARP（地址解析协议，MAC与IP的映射）。传输层：提供端到端的可靠/不可靠传输服务，区分“进程级”通信（通过端口号识别应用）。核心协议：UDP（用户数据报协议）：无连接、不可靠，延迟低、开销小，适用于视频流（如RTSP）、游戏（如UDP打洞）、实时语音（如RTP）等场景。会话层：管理应用间的会话连接，如会话的建立、维护、同步（断点续传）、终止。典型技术：NetBIOS会话、RPC（远程过程调用）。（二）TCP/IP四层模型（网际互联模型）TCP/IP是实际网络中广泛使用的模型，简化为网络接口层、网络层、传输层、应用层，更贴近工程实践：网络接口层：对应OSI的物理层+数据链路层，负责硬件相关的帧传输与介质访问。网络层：对应OSI的网络层，核心是IP协议与路由。传输层：对应OSI的传输层，提供TCP/UDP服务。（三）两种模型的对比与映射OSI七层模型TCP/IP四层模型核心功能差异-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------物理层+数据链路层网络接口层OSI明确区分物理与链路层，TCP/IP将其合并为“硬件相关层”，简化底层设计网络层网络层功能一致，均为路由与IP寻址传输层传输层功能一致，均为端到端传输二、核心网络协议：从链路到应用的通信规则网络协议是设备间“对话”的语言，不同层次的协议解决不同维度的通信问题。以下梳理各层关键协议的工作原理与应用场景。（一）数据链路层协议1.以太网（Ethernet）局域网的事实标准，通过MAC地址（48位，全球唯一）标识设备，帧格式包含目标MAC、源MAC、类型（如0x0800表示IP数据报）、数据、CRC校验。传统共享式以太网（如10BASE-T）使用CSMA/CD（载波监听多路访问/冲突检测）避免冲突；现代交换式以太网通过交换机的MAC地址表实现“单播转发”，消除冲突域。速率演进：10Mbps（10BASE-T）→100Mbps（快速以太网）→1Gbps（千兆以太网）→10Gbps（万兆以太网），支持双绞线（Cat5e/Cat6）、光纤传输。2.PPP（点对点协议）用于点到点链路（如拨号上网、VPN隧道），支持认证（PAP、CHAP）、压缩、多协议封装（同时传输IP、IPX等）。相比以太网，PPP更灵活，可在非以太网介质（如串口线）上工作。3.VLAN（虚拟局域网）逻辑上划分广播域，通过交换机的VLANID（____）将物理端口分组。同一VLAN内的设备可直接通信，不同VLAN需通过路由器/三层交换机转发。解决了传统以太网“广播域过大导致性能下降”的问题。（二）网络层协议1.IP协议（IPv4/IPv6）IPv4：32位地址（如），分为网络位（子网掩码标识）与主机位，支持无类域间路由（CIDR）（如/24），解决地址浪费问题。但地址池即将耗尽，推动IPv6普及。IPv6：128位地址（如2001:db8::1），地址空间极大（约3.4×10³⁸个），支持无状态自动配置（SLAAC）（设备自动生成地址）、IPsec加密（原生安全）、流量标签（QoS支持）。分片与重组：IPv4在路由器分片，IPv6在源端分片，减少路由开销。2.ICMP（互联网控制消息协议）辅助IP协议工作，传递差错与控制消息：差错消息：如“目标不可达（Type=3）”“超时（Type=11）”。控制消息：如ping（回显请求/应答，Type=8/0）、traceroute（通过TTL超时实现路径追踪）。3.ARP（地址解析协议）实现IP地址到MAC地址的映射：设备发送ARP请求（广播），目标设备回复ARP应答（单播），本地缓存ARP表（超时后重新解析）。反向ARP（RARP）曾用于无盘工作站获取IP，现已被DHCP取代。（三）传输层协议1.TCP（传输控制协议）面向连接的可靠传输，核心机制：三次握手：SYN（发起连接）→SYN+ACK（确认+发起）→ACK（确认），建立双向连接。四次挥手：FIN（关闭请求）→ACK（确认关闭）→FIN（对方关闭请求）→ACK（最终确认），保证数据完全传输。滑动窗口：通过窗口大小（如1000字节）控制发送速率，实现流量控制；拥塞窗口根据网络拥塞情况动态调整，避免链路过载。重传机制：通过序列号、确认号、超时重传保证数据不丢不重。2.UDP（用户数据报协议）无连接的不可靠传输，特点：头部仅8字节（源端口、目标端口、长度、校验和），开销远低于TCP（20字节）。无确认、无重传，延迟极低，适用于对实时性要求高、可容忍少量丢包的场景（如直播、游戏、DNS查询）。支持多播/广播（TCP仅支持单播）。3.端口号的作用传输层通过端口号（____）区分不同应用：动态端口（____）：客户端随机选择，如浏览器访问网站时的临时端口。（四）应用层协议2.FTP/SFTP（文件传输协议）FTP：基于TCP，使用21（控制连接）+20（数据连接）端口，明文传输，存在安全隐患。SFTP：基于SSH（端口22）的加密文件传输，替代FTP的安全方案。3.DNS（域名系统）4.SMTP/POP3/IMAP（邮件协议）SMTP：端口25，用于发送邮件，支持TLS加密（SMTPS，端口465）。IMAP：端口143，用于同步邮件（服务器保留副本，多设备同步），支持SSL（IMAPS，端口993）。三、网络设备与组网技术：从单机到万维网的连接网络设备是协议的“硬件载体”，不同设备在分层模型中承担不同角色；组网技术则决定了网络的拓扑、规模与可靠性。（一）核心网络设备1.交换机（Switch）工作在数据链路层（二层），通过MAC地址表转发帧，特点：分割冲突域（每个端口一个冲突域），全双工模式下无冲突。二层交换机：仅基于MAC地址转发，支持VLAN、trunk（承载多VLAN的链路）。三层交换机：集成路由功能（网络层），可基于IP地址转发，常用于园区网核心，提升跨VLAN通信效率。2.路由器（Router）工作在网络层，通过路由表转发IP数据包，核心功能：分割广播域（不同网段的广播不互通），实现不同网络（如LAN与WAN）的互联。路由协议：静态路由（手动配置）、动态路由（如OSPF（内部，链路状态）、BGP（外部，路径矢量）、RIP（内部，距离矢量））。网络地址转换（NAT）：将内网私有IP（如/24）转换为公网IP，解决IPv4地址不足问题。3.防火墙（Firewall）工作在网络层/应用层，基于访问控制列表（ACL）或应用层策略过滤流量，核心功能：包过滤（二层-四层）：根据IP、端口、协议放行/拦截（如禁止外部访问22端口）。状态检测：跟踪TCP连接状态（如三次握手是否完成），只放行合法连接。4.无线接入点（AP）工作在数据链路层，提供WiFi接入，遵循802.11协议（如802.11n/ac/ax），支持SSID（无线名称）、加密（WPA2/WPA3）、漫游（多AP间切换）。（二）组网技术与拓扑1.局域网（LAN）覆盖小范围（如办公室、校园），典型技术：以太网：基于交换机的星型拓扑，稳定、易扩展。WiFi：基于AP的无线局域网，802.11协议支持2.4G（覆盖广，速率低）与5G（速率高，覆盖小）双频段。虚拟局域网（VLAN）：逻辑划分广播域，提升安全性与性能。2.广域网（WAN）覆盖大范围（如城市、国家），典型技术：光纤专线：如SDH（同步数字体系）、MSTP（多业务传输平台），高带宽、低延迟。宽带接入：如ADSL（电话线）、FTTH（光纤到户），家庭/中小企业常用。VPN（虚拟专用网）：通过公网建立加密隧道，实现跨地域的安全组网，如IPsecVPN（三层）、SSLVPN（应用层）。3.网络拓扑结构星型：以交换机/路由器为中心，所有设备连接到中心节点，易维护、故障影响小（中心节点除外），是现代网络的主流拓扑。总线型：所有设备连到一条总线（如早期以太网），布线简单但故障影响大（总线断裂导致全网瘫痪），已淘汰。环型：设备连成环，数据沿环传输，容错性差（单节点故障导致全网瘫痪），仅存于工业控制网络（如令牌环）。网状型：每台设备与多台设备直接连接，可靠性极高（多路径冗余），但成本高，用于骨干网（如运