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计算机网络基础知识 什么是计算机网络 计算机网络基本概念 资源的共享 信息的交流 计算机网络是指通过通信设备将计算机连接起来 并在计算机之间进行信息传输的网络 局域网 LocalAreaNetwork 广域网 WideAreaNetwork 因特网 Internet 组成计算机网络部件 计算机网络基本概念 计算机 服务器 客户机和同位体 上网的计算机一般需要装有网络接口卡 通信设备 其作用是为计算机转发数据 具体有交换机 集线器 路由器 调制解调器等 传输介质 计算机与通信设备之间 以及通信设备之间都通过传输介质互连 具体有双绞线 同轴电缆 光纤 电话线 微波信道 卫星信道等 计算机网络体系结构 网络体系结构就是对构成计算机网络的各组成部分之间的关系及所要实现功能的一组精确定义 OSI模型 应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层 计算机网络基本概念 OSI参考模型 在互联网中实现两台计算机之间的通信是一个非常复杂的任务 为完成这样的任务需要一个非常复杂的协议 为简化协议设计 根据协议分层设计的思想 设计若干个层次的简单协议 用简单的分层的协议共同完成一个复杂的任务 这就是OSI参考模型的设计初衷 OSI模型各层的作用 OSI模型在网络研究中具有重要的科学意义 是研究计算机网络 理解计算机网络 理解计算机网络的各种术语必须熟悉的模型 OSI模型很复杂 也不好理解 下面我们通过与邮政系统进行类比的方法 使同学们能够比较深刻的理解OSI模型 应用层 应用层实际是应用协议层或应用层协议 主要是保证协议的双方能够看到完全相同的内容与完全相同的内容表达形式 如果以邮政系统为例 假设Alice要和Bob通信 应用层就是Alice要选择Bob能够看懂的语言 并将这种语言表示的内容写成一封信 Alice相信这样的信能够完好无损地送到Bob 至于如何送到 Alice不需要操心 她可以利用邮政系统的提供的服务 表示层 用邮政系统类比的话表述层协议的作用就好比Alice写好了一封信 带着写好的信到邮局 到邮局交给营业员 营业员按照邮政系统协议规定的地址格式记下Bob的地址 如果Bob在中国 地址形式就是 如果Bob在美国 地址形式就是 然后按照内容的顺序扔到一个筐里 会话层 在邮政系统比较难找到会话层对应的功能 如果一定要类比 我们可以设计一个功能 如果Alice写的信非常长 不能装到一个信息信封内 那么会话层的的作用就是 给信纸的每一页按顺序编号 然后分装到几个信封里 并按照表示层的地址表示方法 给每个信封写上地址 传输层 如果Alice就是陕师大的一个学生 邮局就是陕师大邮局 那么传输层的作用就是决定如何把Alice信送到西安市邮政总局 如果Alice的信只是一封普通的信 那么师大邮局就会将这封信与其他信一起用一辆车送到西安邮政局 如果这封信一辆车拉不下 就会分成两辆车送 如果Alice的信是一封特别重要的急件 并且Alice愿意为此付足够的钱 师大邮局也可以派专人 专车单独送这封信 这就是传输层要做的工作 网络层的作用 网络层的作用就是当信被送到西安市邮政局以后 假设Bob在北京 西安市邮政局要决定是采用飞机 汽车还是火车 是通过郑州 太原还是广州送到北京 这取决于Alice支付的费用 以及经过的各个地方的邮政系统效率 路途远近 成本高低等因素 数据链路层的作用 假设已经选定经郑州运到北京 数据链路层的作用就是如何确保信能够准确无误地送到郑州 再送到北京 这是靠一系列机制保证的 但互联网和邮政不同的是 邮政系统信是唯一的 邮政系统不能对信进行复制 而在网络中信息可以复制 在西安邮局始终保持一个副本 给郑州发一封信 而郑州局每收到一封信 就给西安发一个收到的确认 如果西安邮局没有收到确认 就再发一次 直到收到确认 然后删除保留的副本 物理层的作用 物理层的作用就是在西安 郑州 北京之间修建一条或者若干条铁路 公路或空中航线 以公路为例 这样的公路系统要有维护与管理系统 维护与管理系统应该能保证汽车顺利通行 而不管汽车拉的是黄金 木材还是什么 物理层 物理层 定义电压 接口 线缆标准 传输距离等物理层介质 同轴电缆 coaxialcable 细缆和粗缆双绞线 twistedpair UTP STP光纤 fiber 单模 多模无线 wireless 红外线 蓝牙BlueTooth WLAN技术 应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层 物理层 局域网与物理层网络设备 中继器 集线器等 常见接口 10Base T 100Base T 100Base TX FX 1000Base T 1000Base SX LX等广域网与物理层DTE设备 路由器 终端主机等 DCE设备 广域网交换机 Modem CSU DSU等 常见接口 RS 232 V 24 V 35等 数据链路层 局域网数据链路层分为2个子层 LLC子层和MAC子层 数据链路层的功能 物理地址定义网络拓扑结构链路参数差错验证物理介质访问流控制 可选 应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层 MAC 物理地址 MAC地址有48bit 用16进制数表示 00e0 fc01 2345 LAN与数据链路层 IEEE802标准 定义了系列局域网标准IEEE802 1基本局域网问题IEEE802 2定义LLC子层IEEE802 3以太网标准IEEE802 4令牌总线网IEEE802 5令牌环网局域网设备 以太网交换机HUB 网络层 编址和路由 应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层 网络地址 网络层地址由两部分地址组成 网络地址和主机地址 网络地址是全局唯一的 IP地址 IPX地址 网络地址 主机地址 10 8 2 48 网络地址 主机地址 1aceb0b1 0000 0c00 6e25 网络层协议操作 传输层 传输层功能 分段上层数据 建立端到端连接 将数据从一端主机传送到另一端主机 传输层协议 主要有TCP IP协议栈的TCP协议和UDP协议 IPX SPX协议栈的SPX协议等 应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层 端到端通信 应用数据 WWW FTP 传输数据包 21 1028 80 1027 Data 传输层虚电路 Host Data 高层协议 会话层协议 SQL NFS RPC等 表示层协议 ASCII MPEG JPEG等 应用层协议 文字处理 邮件 电子表格等 应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层 主要功能 主机间通信建立 维护 终结应用程序之间的会话 主要功能 定义数据格式与结构协商上层数据格式 主要功能 为应用程序进程 比如文字处理 邮件 电子表格 提供网络服务 因特网的体系结构 网络互联 是在各种不同的网络技术之上 再增加一个特殊的 互联网络协议 层 来互联不同的网络 IP TCP 应用程序 认识因特网 因特网的组成 物理网实现信息流的传送 协议共同遵守的交流规范 应用软件是我们与网络打交道的交互界面 信息网络的灵魂 认识因特网 拨号入网原理 如何接入因特网 IP地址 IP地址是通过一个唯一的号码和一个名字识别机器的方法 XXX XXX XXX XXX 因特网地址与域名系统 IP地址的种类 0 1 1 0 1 0 因特网地址与域名系统 网关 路由器 发送主机 目的主机 因特网地址与域名系统 路由器是连接网络的设备 它具有判断网络地址和选择路由路径的能力 域名系统DNS DNS采用层次结构 入网的每台主机都可以有一个类似下面的域名 主机名 机构名 网络名 顶层域名 从左到右 域的范围变大 具有实际含义 比IP地址好记 因特网地址与域名系统 中国互联网络的发展 中国教育与科研计算机网CERNet教育部1995年11月教育 中国科技网CSTNet科学院1994年4月科技 中国公用计算机互联网CHINANet邮电部1995年5月商业 中国金桥信息网CHINAGBN电子部1995年11月商业 中国互联网络的发展 因特网上的信息服务 认识电子邮件地址 用户名 电子邮件服务器 liming 电子邮件 电子邮件系统的构成 客户机 电子服务器 客户机 信箱 SMTP POP3 电子邮件 liming 信头发送者接收者标题邮戳信体正文部分署名附件 邮件的组成 电子邮件 申请免费邮箱 在263上申请免费电子邮件信箱 用某一浏览器进入263网站 设置邮箱账号设置账号密码接收邮件服务器 电子邮件 WWW邮件收发界面 电子邮件 WWW邮件撰写界面 电子邮件 远程登录原理 用户本地计算机 远程服务器 客户机 服务器 Telnet 运行Telnet应用程序 远程登录 远程登录Telnet Telnet是从本地机器以终端方式访问远程的服务器的方式 Telnet的应用 高性能超级计算机 完成复杂的运算服务器 查找所需的软件BBS 电子公告板公共文献检索系统 电子图书馆 远程登录 电子公告牌 BBS 远程登录 登录方式 Telnet软件登录 如 NetTerm终端仿真程序 WWW浏览器浏览方式 一些 NetTerm 特点 纯文本方式 数据量小交互速度比较快地域性较强附加功能 在线聊天 邮件功能 文件传送原理 请求 响应 控制连接 数据连接 客户机与服务器之间