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第一章 网络技术简介1 CPU被视为计算机的“大脑”，大部分计算工作都是在该PC部件中完成的。2 PC总线是一组导线，数据通过它们在计算机部件之间传输。总线将PC内的所有部件连接到CPU和RAM。可将总线看作“高速公路”，数据通过它从一个部件移到另一个部件。3 主板的主要功能是提供总线和数据路径，将所有的部件与之相连。所有的部件都被插入到主板中，并依靠主板同其他设备通信。主板是计算机系统的神经中枢。4 NIC的主要功能是将计算机连接到网络。计算机NIC被插入到主板中，并通过网络电缆与网络相连。（注意：当今的大多数主板都集成了NIC。）5 1字节包含8位。大多数计算机编码方案使用8位来表示一个数字、字母或符号。1字节表示一个可编址的存储单元。1KB包含1000个字节，而1MB包含800万位。半字节包含4位。6 二进制（以2为基数）使用两个符号（1和0），而十进制（以10为基数）使用10个符号。在二进制中，1表示开，而0表示关。将十进制数转换为二进制数时，每位表示2的n次幂，n的值取决于该位的位置。下表可将十进制数转换为二进制数。幂指数2726252423222120位值1286432168421 要将十进制数转换为二进制数，首先需要找出小于该十进制数的最大的2的幂。对于十进制数167最大的2的幂为128，因此将128对应的位设置为1。将167减去128后，结果为39。小于39的最大的2的幂为32，因此将32对应的位设置为1。将39减去32后结果为7，因此将4、2和1对应的位分别设置为1。这样得到的二进制数为10100111。7 将二进制数转换为十进制是将十进制数转换为二进制的逆操作。转换二进制数时，首先查找其中为1的位，然后找出其对应的位值。在二进制数01100100中，值为1的位对应的位值分别是64、32和4。将这些位值相加，得到对应的十进制数100。8 将二进制数转换为十六进制比看起来要简单。无论二进制数有多大，都可以采用下述转换方法：从右到左将二进制数中的位进行分组，每四位一组。如果二进制数包含的位数不能被4整除，则在最左边的一组中添加0，直至包含4位。根据上述转换规则，0101011011000010被划分为如下几组：0101 0110 1100 0010。分组后，将每一组转换为相应的十六进制数。0101相当于十六进制数5，0110相当于6，1100相当于C（值为1的两位对应的位值为8和4，它们的和为12，即十六进制数的C），0010相当于2。因此0101011011000010对应的十六进制数为0x56C2.（注意：十六进制是一种基数为16的计数系统，它使用符号09和AF。大于9的值用AF表示（10为A、11为B，依此类推）。9 Cisco层次模型由下述三层组成：接入层；分发层；核心层。10接入层有时也被称为桌面层，用户通过它连接到网络。下面是接入层的一些功能：连接到分发层；共享带宽；MAC地址过滤（交换）；分段；提供用户到网络的连接点；确保安全-通过允许访问列表进一步优化用户需求。11分发层也被称为工作组层，是接入层和核心层之间的分界点。其主要功能是提供边界定义，对分组的操作是在这里进行的。路由选择、路由汇总、过滤和WAN接入也是在分发层进行的。分发层决定分组如何进入核心层，因此基于策略的连接是在这一层实现的。下面是分发层的一些功能:接入层设备的聚集点；广播域和多播域的分割；安全和过滤服务，如防火墙和访问列表；在不同的介质类型之间进行转换；VLAN之间的路由选择；地域或区域合并（aggregation）.12核心层是网络的骨干，其主要功能是尽可能快地交换数据流。核心层确保网络中的每台设备都能通往其他任何设备。由于其功能是尽可能快地交换数据流，因此不应执行任何过滤功能，以免降低传输速度。13制定ISO参考模型的原因如下：通过为网络应用程序之间的通信定义功能指南，制定实现厂商互操作性的标准；阐述通用的网络互连功能；将复杂的网络划分为小型的易于管理的子层；简化故障诊断工作；让开发人员能够在修改或改进某一层的组件时，无需重新编写整个协议栈。14OSI模型包含下述七层：第一层：物理层；第二层：数据链路层；第三层：网络层；第四层：传输层；第五层：会话层；第六层：表示层；第七层：应用层。15应用层离用户最近，这意味着它直接同软件应用程序交互。应用层的主要功能是识别和确定通信伙伴、判断资源是否可用以及对通信进行同步。下面是一些应用层的例子： TCP/IP应用如Telnet、FTP、简单邮件传输协议（SMTP）和HTTP； OSI应用如虚拟终端协议、文件传输、访问和管理（FATM）以及通信管理信息协议（CMIP）。 （注意：与网络互连相关的应用程序必须包含诸如FTP这样的通信组件。）16表示层也叫转换器（translator），他对应用层数据进行编码和转换。这确保另一个系统的应用层能够识别转换后的数据。下面是一些表示层的例子： 压缩和解压缩； 加密； JPEG、TIFF、GIF、PICT、QuickTime、MPEG; EBCDIC和ASKII.17会话层负责建立、管理和终止表示层实体之间的会话。这些会话由位于不同网络设备上的应用程序发起的服务请求和响应组成。会话层实现包括SQL、RPC、X Window System、ZIP、NetBIOS名称和Apple Talk ASP等。18传输层将来自上层应用的数据分割重新装配成数据流。它为上层提供可靠的数据传输。典型的传输层功能包括端到端通信、流量控制、多路复用、错误检测和校正以及虚电路管理等。传输层实现的例子有TCP、TDP和SPX等。 （注意：并非所有的传输层协议都进行错误检测和校正。例如，UDP就不执行错误检测和校正。）19流量控制指的是控制计算机的数据发送速率以避免网络拥塞的方法。实现流量控制的三种方法是：缓冲；信源抑制消息（避免拥塞）；窗口技术（windowing）.20网络层提供网络互连路由选择和逻辑网络地址等功能。它定义了如何在远程设备之间传输数据流。网络层还支持来自高层协议中的面向连接服务和无连接服务。路由器运行在网络层。网络层实现包括IP、IPX、Apple Talk和DDP等。21网络层地址是逻辑地址，随网络上运行的网络层协议而异。每种网络层协议采用的编址方案都不同。这种地址通常是层次型的，她们依次定义了网络以及该网络上的主机或设备。IP地址就是一种网络地址，它是一种32位的地址，通常使用点分十进制格式表示，如。22数据链路层负责建立、维护和释放网络实体之间的数据链路连接，并传输数据链路服务数据单元。数据链路层将来自网络层的消息转换为比特，以便在物理介质上传输，同时让网络层能够控制物理层中数据电路之间的互连。数据链路规范定义了各种网络和协议特征，包括物理编址、错误通告、网络拓扑以及帧排序等。数据链路协议负责数据在各个链路上的传输，它关心的是各种介质类型，如802.2和802.3。数据链路层负责将0和1划分为逻辑分组，然后将它们加入到物理线路上。数据链路层实现有IEEE 802.2/802.3、IEEE 802.5/802.2、分组报尾（对于以太网，是FCS或CRC）、FDDI、HDLC和帧中继等。23数据链路层的两个子层是： 逻辑链路控制（LLC）子层； MAC子层。 这两个子层提供了物理介质无关性。24逻辑链路控制（802.2）子层负责识别不同的网络层协议，然后对其进行封装以便通过网络进行传输。LLC帧分两类：服务访问点（SAP）和子网访问协议（SNAP）。LLC报头告诉数据链路层如何处理收到的分组。25MAC子层规定了如何将数据放到物理线路上并在上面传输。它控制了对物理介质的访问。LLC子层同网络层通信，而MAC子层直接同下面的物理层通信。物理编址（MAC地址）、网络拓扑、错误通告以及帧递送都是在MAC子层中定义的。26网桥和交换机都是运行在数据链路层的网络设备，它们都根据MAC地址决定转发还是丢弃数据流。数据链路层不使用逻辑网络地址。数据链路层设备认为地址空间是扁平的。27物理层定义了物理介质。它定义了介质类型、接头类型以及信令类型（基带还是宽带）。这包括电平、物理数据速率和电缆规格。物理层负责将帧转换为电子比特。然后通过物理介质发送或接收它们。双绞线、同轴电缆和光缆位于这一层。转发器和集线器等网络设备运行在物理层。28OSI模型中的每一层都只能同它上面的一层、下面的一层以及另一台设备上的同一层进行通信。例如，表示层只能同应用层、会话层以及与之通信发机器上的表示层通信。这些层之间的通信是通过使用SAP和协议数据单元（PDU）实现的。SAP是一个概念上的位置，在这里，一个OSI层能够请求另一个OSI层的服务。PDU控制在ISO模型的每一层中被加入到用户数据中的信息。这些信息位于被称为报头（位于数据字段之前）和报尾的字段中。29当PDU在OSI模型中移动时，它包含的信息将不同。其名称将随