⑴ 計算機網路基礎
計算機網路基礎知識—組成和分類
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計算機網路要完成數據處理與數據通信兩大基本功能,那麼從它的結構上必然可以分成兩個部分:負責數據處理的計算機和終端,負責數據通信的通信控制處理機CCP(Communication Control Processor)和通信線路。從計算機網路組成角度來分,典型的計算機網路在邏輯上可以分為兩個子網:資源子網和通信子網。
一、計算機網路概念
本世紀末,人類正進入信息化時代,社會的進步和生產力的發展,在很大程度上要依賴人類對信息的獲得和處理能力,依賴信息技術的進步。
信息技術包含的內容很廣,既有對信息的收集、處理、存儲、傳送和分配,又有表達信息的手段。計算機網路是計算機技術與通信技術結合的產物,是信息技術進步的象徵。近年來,INTERNET這個全球化計算機網路的發展,已經證明了計算機網路對信息時代絕對重要性。
那麼到底什麼是計算機網路呢?它的結構如何呢?
不同的人群對計算機網路的含義和理解是不盡相同的。早期,人們將分散的計算機、終端及其附設,利用通信媒體連接起來,能夠實現相互的通信稱做網路系統。1970年,在美國信息處理協會召開的春季計算機聯合會議上,計算機網路定義為「以能夠共享資源(硬體、軟體和數據等)的方式連接起來,並且各自具備獨立功能的計算機系統之集合」。
上述兩種描述的主要區別是:後者各結點的計算機必須具備獨立的功能,而且資源(文件、數據和列印機等)必須實現共享。
隨著分布處理技術的發展和從用戶使用角度考慮,對計算機網路的概念也發生了變化,定義為「必須具有能為用戶自動管理各類資源的操作系統,由它調度完成網路用戶的請求,使整個網路資源對用戶透明」。
綜上所述,我們將計算機網路做如下描述:計算機網路是利用通信線路將地理位置分散的、具有獨立功能的許多計算機系統連接起來,按照某種協議進行數據通信,以實現資源共享的信息系統。
最簡單的網路就是兩台計算機互連,而復雜的計算機網路則是將全世界的計算機連在一起,如圖1.
二、計算機網路系統的組成
計算機網路系統是通信子網和資源子網組成的。而網路軟體系統和網路硬體系統是網路系統賴以存在的基礎。在網路系統中,硬體對網路的選擇起著決定性作用,而網路軟體則是挖掘網路潛力的工具。
1、網路軟體
在網路系統中,網路上的每個用戶,都可享有系統中的各種資源,系統必須對用戶進行控制。否則,就會造成系統混亂、信息數據的破壞和丟失。為了協調系統資源,系統需要通過軟體工具對網路資源進行全面的管理、調度和分配,並採取一系列的安全保密措施,防止用戶不合理的對數據和信息的訪問,以防數據和信息的破壞與丟失。網路軟體是實現網路功能不可缺少的軟體環境。
通常網路軟體包括:
網路協議和協議軟體:它是通過協議程序實現網路協議功能。
網路通信軟體:通過網路通信軟體實現網路工作站之間的通信。
網路操作系統:網路操作系統是用以實現系統資源共享、管理用戶對不同資源訪問的應用程序,它是最主要的網路軟體。
網路管理及網路應用軟體:網路管理軟體是用來對網路資源進行管理和對網路進行維護的軟體。網路應用軟體是為網路用戶提供服務並為網路用戶解決實際問題的軟體。
網路軟體最重要的特徵是:網路管理軟體所研究的重點不是在網路中互連的各個獨立的計算機本身的功能,而是在如何實現網路特有的功能。
2、網路硬體
網路硬體是計算機網路系統的物質基礎。要構成一個計算機網路系統,首先要將計算機及其附屬硬體設備與網路中的其它計算機系統連接起來。不同的計算機網路系統,在硬體方面是有差別的。隨著計算機技術和網路技術的發展,網路硬體日趨多樣化,功能更加強大,更加復雜。
(1)線路控制器LC(Line Controller):LC是主計算機或終端設備與線路上數據機的介面設備。
(2)通信控制器CC(Communication Controller):CC是用以對數據信息各個階段進行控制的設備。
(3)通信處理機CP(Communication Processor):CP是作為數據交換的開關,負責通信處理工作。
(4)前端處理機FEP(Front End Processor):FEP也是負責通信處理工作的設備。
(5)集中器C(Concentrator)、多路選擇器MUX(Multiplexor):是通過通信線路分別和多個遠程終端相連接的設備。
(6)主機HOST(Host Computer)。
(7)終端T(Terminal)。
隨著計算機網路技術的發展和網路應用的普及,網路結點設備會越來越多,功能也更加強大,設計也更加復雜。
三、計算機網路的分類
計算機網路可按不同的標准進行分類。
(1)從網路結點分布來看,可分為區域網(Local Area Network,LAN)、廣域網(Wide Area Network,WAN)和城域網(Metropolitan Area Network,MAN)。
區域網是一種在小范圍內實現的計算機網路,一般在一個建築物內,或一個工廠、一個事業單位內部,為單位獨有。區域網距離可在十幾公里以內,信道傳輸速率可達1~20Mbps,結構簡單,布線容易。廣域網范圍很廣,可以分布在一個省內、一個國家或幾個國家。廣域網信道傳輸速率較低,一般小於0.1Mbps,結構比較復雜。城域網是在一個城市內部組建的計算機信息網路,提供全市的信息服務。目前,我國許多城市正在建設城域網。
(2)按交換方式可分為線路交換網路(Circurt Switching)、報文交換網路(Message Switching)和分組交換網路(Packet Switching)。
線路交換最早出現在電話系統中,早期的計算機網路就是採用此方式來傳輸數據的,數字信號經過變換成為模擬信號後才能在線路上傳輸。報文交換是一種數字化網路。當通信開始時,源機發出的一個報文被存儲在交換器里,交換器根據報文的目的地址選擇合適的路徑發送報文,這種方式稱做存儲-轉發方式。分組交換也採用報文傳輸,但它不是以不定長的報文做傳輸的基本單位,而是將一個長的報文劃分為許多定長的報文分組,以分組作為傳輸的基本單位。這不僅大大簡化了對計算機存儲器的管理,而且也加速了信息在網路中的傳播速度。由於分組交換優於線路交換和報文交換,具有許多優點,因此它已成為計算機網路的主流。
(3)按網路拓撲結構可分為星型網路、樹型網路、匯流排型網路、環型網路和網狀網路。
四、計算機網路的功能
計算機網路既然是以共享為主要目標,那麼它應具備下述幾個方面的功能:
1、數據通信
該功能實現計算機與終端、計算機與計算機間的數據傳輸,這是計算機網路的基本功能。
2、資源共享
網路上的計算機彼此之間可以實現資源共享,包括硬體、軟體和數據。信息時代的到來,資源的共享具有重大的意義。首先,從投資考慮,網路上的用 戶可以共享使用網上的列印機、掃描儀等,這樣就節省了資金。其次,現代的信息量越來越大,單一的計算機已經不能將其儲存,只有分布在不同的計算機上,網路用戶可以共享這些信息資源。再次,現在計算機軟體層出不窮,在這些浩如煙海的軟體中,不少是免費共享的,這是網路上的寶貴財富。任何連入網路的人,都有權利使用它們。資源共享為用戶使用網路提供了方便。
3、遠程傳輸
計算機應用的發展,已經從科學計算到數據處理,從單機到網路。分布在很遠位置的用戶可以互相傳輸數據信息,互相交流,協同工作。
4、集中管理
計算機網路技術的發展和應用,已使得現代的辦公手段、經營管理等發生了變化。目前,已經有了許多MIS系統、OA系統等,通過這些系統可以實現日常工作的集中管理,提高工作效率,增加經濟效益。
5、實現分布式處理
網路技術的發展,使得分布式計算成為可能。對於大型的課題,可以分為許許多多的小題目,由不同的計算機分別完成,然後再集中起來,解決問題。
6、負荷均衡
負荷均衡是指工作被均勻的分配給網路上的各台計算機系統。網路控制中心負責分配和檢測,當某台計算機負荷過重時,系統會自動轉移負荷到較輕的計算機系統去處理。
由此可見,計算機網路可以大大擴展計算機系統的功能,擴大其應用范圍,提高可靠性,為用戶提供方便,同時也減少了費用,提高了性能價格比。
綜上所述,計算機網路首先是計算機的一個群體,是由多台計算機組成的,每台計算機的工作是獨立的,任何一台計算機都不能幹預其他計算機的工作,例如啟動、關機和控制其運行等;其次,這些計算機是通過一定的通信媒體互連在一起,計算機間的互連是指它們彼此間能夠交換信息。網路上的設備包括微機、小型機、大型機、終端、列印機,以及繪圖儀、光碟機等設備。用戶可以通過網路共享設備資源和信息資源。網路處理的電子信息除一般文字信息外,還可以包括聲音和視頻信息等。
⑵ 計算機網路技術的基礎知識
計算機網路技術的基礎知識
什麼是網路技術?我們將地理位置不同,具有獨立功能的多個計算機系統,通過通信設備和線路互相連接起來,使用功能完整的網路軟體來實現網路資源共享的大系統,稱為計算機網路。下面跟我一起學習了解一些計算機網路技術的基礎知識。
計算機網路是什麼?
這是首先必須解決的一個問題,絕對是核心概念.我們講的計算機網路,其實就是利用通訊設備和線路將地理位置不同的、功能獨立的多個計算機系統互連起來,以功能完善的網路軟體(即網路通信協議、信息交換方式及網路操作系統等)實現網路中資源共享和信息傳遞的系統。它的功能最主要的表現在兩個方面:一是實現資源共享(包括硬體資源和軟體資源的共享);二是在用戶之間交換信息。計算機網路的作用是:不僅使分散在網路各處的計算機能共享網上的所有資源,並且為用戶提供強有力的通信手段和盡可能完善的服務,從而極大的方便用戶。從網管的角度來講,說白了就是運用技術手段實現網路間的信息傳遞,同時為用戶提供服務。
★計算機網路由哪幾個部分組成?
計算機網路通常由三個部分組成,它們是資源子網、通信子網和通信協議.所謂通信子網就是計算機網路中負責數據通信的部分;資源子網是計算機網路中面向用戶的部分,負責全網路面向應用的數據處理工作;而通信雙方必須共同遵守的規則和約定就稱為通信協議,它的存在與否是計算機網路與一般計算機互連系統的根本區別。所以從這一點上來說,我們應該更能明白計算機網路為什麼是計算機技術和通信技術發展的產物了。
★計算機網路的種類怎麼劃分?
現在最常見的劃分方法是:按計算機網路覆蓋的地理范圍的大小,一般分為廣域網(WAN)和區域網(LAN)(也有的劃分再增加一個城域網(MAN))。顧名思義,所謂廣域網無非就是地理上距離較遠的網路連接形式,例如聞名的Internet網,Chinanet網就是典型的廣域網。而一個區域網的范圍通常不超過10公里,並且經常限於一個單一的建築物或一組相距很近的建築物.Novell網是目前最流行的.計算機區域網。
★計算機網路的體系結構是什麼?
在計算機網路技術中,網路的體系結構指的是通信系統的整體設計,它的目的是為網路硬體、軟體、協議、存取控制和拓撲提供標准.現在廣泛採用的是開放系統互連OSI(Open SystemInterconnection)的參考模型,它是用物理層、數據鏈路層、網路層、傳送層、對話層、表示層和應用層七個層次描述網路的結構.你應該注重的是,網路體系結構的優劣將直接影響匯流排、介面和網路的性能.而網路體系結構的要害要素恰恰就是協議和拓撲。目前最常見的網路體系結構有FDDI、乙太網、令牌環網和快速乙太網等。
★計算機網路的協議是什麼?
剛才說過網路體系結構的要害要素之一就是網路協議。而所謂協議(Protocol)就是對數據格式和計算機之間交換數據時必須遵守的規則的正式描述,它的作用和普通話的作用如出一轍。依據網路的不同通常使用Ethernet(乙太網)、NetBEUI、IPX/SPX以及TCP/IP協議。Ethernet是匯流排型協議中最常見的網路低層協議,安裝輕易且造價便宜;而NetBEUI可以說是專為小型區域網設計的網路協議。對那些無需跨經路由器與大型主機通信的小型區域網,安裝NetBEUI協議就足夠了,但假如需要路由到另外的區域網,就必須安裝IPX/SPX或TCP/IP協議.前者幾乎成了Novell網的代名詞,而後者就被聞名的Internet網所採用.非凡是TCP/IP(傳輸控制協議/網間協議)就是開放系統互連協議中最早的協議之一,也是目前最完全和應用最廣的協議,能實現各種不同計算機平台之間的連接、交流和通信。
;⑶ 計算機網路基礎知識(一)
參考:計算機網路 謝希仁 第7版
一、現在最主要的三種網路
電信網路(電話網)
有線電視網路
計算機網路 (發展最快,信息時代的核心技術)
二、internet 和 Internet
internet 是普通名詞
泛指一般的互連網(互聯網)
Internet 是專有名詞,標准翻譯是「網際網路」 世界范圍的互連網(互聯網)
使用 TCP/IP 協議族
前身是美國的阿帕網 ARPANET
三、計算機網路的帶寬
計算機網路的帶寬是指網路可通過的最高數據率,即每秒多少比特。 描述帶寬也常常把「比特/秒」省略。
例如,帶寬是 10 M,實際上是 10 Mb/s。注意:這里的 M 是 106。
四、對寬頻傳輸的錯誤概念
在網路中有兩種不同的速率:
信號(即電磁波)在傳輸媒體上的傳播速率(米/秒,或公里/秒)
計算機向網路發送比特的速率(比特/秒),也叫傳輸速率。 這兩種速率的意義和單位完全不同。
寬頻傳輸:計算機向網路發送比特的速率較高。 寬頻線路:每秒有更多比特從計算機注入到線路。 寬頻線路和窄帶線路上比特的傳播速率是一樣的。
早期的計算機網路採用電路交換,新型的計算機網路採用分組交換的、基於存儲轉發的方式。 分組交換:
在發送端把要發送的報文分隔為較短的數據塊
每個塊增加帶有控制信息的首部構成分組(包)
依次把各分組發送到接收端
接收端剝去首部,抽出數據部分,還原成報文
IP 網路的重要特點
每一個分組獨立選擇路由。
發往同一個目的地的分組,後發送的有可能先收到(即可能不按順序接收)。 當網路中的通信量過大時,路由器就來不及處理分組,於是要丟棄一些分組。 因此, IP 網路不保證分組的可靠地交付。
IP 網路提供的服務被稱為:
盡最大努力服務(best effort service) 五、最重要的兩個協議:IP 和 TCP
TCP 協議保證了應用程序之間的可靠通信,IP 協議控制分組在網際網路的傳輸,但網際網路不保證可靠交付.
在 TCP/IP 的應用層協議使用的是客戶伺服器方式。
客戶(client)和伺服器(server)都是指通信中所涉及的兩個應用進程。
客戶伺服器方式所描述的是進程之間服務和被服務的關系。
當 A 進程需要 B 進程的服務時就主動呼叫 B 進程,在這種情況下,A 是客戶而 B 是伺服器。
可能在下一次通信中,B 需要 A 的服務,此時,B 是客戶而 A 是伺服器。
注意:
使用計算機的人是「用戶」(user)而不是「客戶」(client)。
客戶和伺服器都指的是進程,即計算機軟體。
由於運行伺服器進程的機器往往有許多特殊的要求,因此人們經常將主要運行伺服器進程的
機器(硬體)不嚴格地稱為伺服器。
例如,「這台機器是伺服器。」 意思是:「這台機器(硬體)主要是用來運行伺服器進程(軟體)。」 因此,伺服器(server)一詞有時指的是軟體,但也有時指的是硬體。
六、總結
網際網路(Internet)是世界范圍的、互連起來的計算機網路,它使用 TCP/IP 協議族,並且它的前身是美 國阿帕網 ARPANET。
計算機網路的帶寬是網路可通過的最高數據率。
網際網路使用基於存儲轉發的分組交換,並使用 IP 協議傳送 IP 分組。
路由器把許多網路互連起來,構成了互連網。路由器收到分組後,根據路由表查找出下一跳路由器的
地址,然後轉發分組。
路由器根據與其他路由器交換的路由信息構造出自己的路由表。
IP 網路提供盡最大努力服務,不保證可靠交付。
TCP 協議保證計算機程序之間的、端到端的可靠交付。
在 TCP/IP 的應用層協議使用的是客戶伺服器方式。
客戶和伺服器都是進程(即軟體)。客戶是服務請求方,伺服器是服務提供方。
伺服器有時也指「運行伺服器軟體」的機器。
一、IP 網路是虛擬網路
IP 網路是虛擬的。在 IP 網路上傳送的是 IP 數據報(IP 分組)。
實際上在網路鏈路上傳送的是「幀」,使用的是幀的硬體地址(MAC 地址)。
地址解析協議 ARP 用來把 IP 地址(虛擬地址)轉換為硬體地址(物理地址)。
二、IP 地址的表示方法
IP 地址的表示方法有兩種:二進制和點分十進制。
IP 地址是 32 位二進制數字,為方便閱讀和從鍵盤上輸入,可把每 8 位二進制數字轉換成一個十進制數字,並 用小數點隔開,這就是點分十進制。
三、網際網路的域名
網際網路的域名分為: 頂級域名 二級域名 三級域名
四級域名
四、域名伺服器 DNS (Domain Name Server)
網際網路中設有很多的域名伺服器 DNS,用來把域名轉換為 IP 地址。
五、電子郵件
發送郵件使用的協議——簡單郵件傳送協議 SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) 接收郵件使用的協議——郵局協議版本 3 POP3 (Post Office Protocol version 3) 注:郵件的傳送仍然要使用 IP 和 TCP 協議
六、統一資源定位符 URL (Uniform Resource Locator)
URL 用來標識萬維網上的各種文檔。
網際網路上的每一個文檔,在整個網際網路的范圍內具有惟一的標識符 URL。 URL 實際上就是文檔在網際網路中的地址。
七、超文本傳送協議 HTTP (HyperText Transfer Protocol) 萬維網客戶程序與伺服器程序之間的交互遵守超文本傳送協議 HTTP。
八、結束語
IP 地址是 32 位二進制數字。為便於閱讀和鍵入,也常使用點分十進制記法。 個人用戶上網可向本地 ISP 租用臨時的 IP 地址。
域名伺服器 DNS 把計算機域名轉換為計算機使用的 32 位二進制 IP 地址。 發送電子郵件使用 SMTP 協議,接收電子郵件使用 POP3 協議。
統一資源定位符 URL 惟一地確定了萬維網上文檔的地址。
超文本傳送協議 HTTP 用於萬維網瀏覽器程序和伺服器程序的信息交互。
超文本標記語言 HTML 使萬維網文檔有了統一的格式。
IP 電話不使用 TCP 協議。利用 IP 電話網關使得在普通電話之間可以打 IP 電話。
一、網際網路服務提供者 ISP (Internet Service Provider) 根據提供服務的覆蓋面積大小以及所擁有的 IP 地址數目的不同,ISP 也分成為不同的層次。
二、兩種通信方式
在網路邊緣的端系統中運行的程序之間的通信方式通常可劃分為兩大類:C/S 方式 和 P2P 方式
(Peer-to-Peer,對等方式)。
三、網際網路的核心部分
網路核心部分是網際網路中最復雜的部分。
網路中的核心部分要向網路邊緣中的大量主機提供連通性,使邊緣部分中的任何一個主機都能夠向其 他主機通信(即傳送或接收各種形式的數據)。
網際網路的核心部分是由許多網路和把它們互連起來的路由器組成,而主機處在網際網路的邊緣部分。
在網際網路核心部分的路由器之間一般都用高速鏈路相連接,而在網路邊緣的主機接入到核心部分則通 常以相對較低速率的鏈路相連接。
主機的用途是為用戶進行信息處理的,並且可以和其他主機通過網路交換信息。路由器的用途則是用 來轉發分組的,即進行分組交換的。
在網路核心部分起特殊作用的是路由器(router)。
路由器是實現分組交換(packet switching)的關鍵構件,其任務是轉發收到的分組,這是網路核心部分
最重要的功能。
四、電路交換
電路交換必定是面向連接的。 電路交換的三個階段:建立連接、通信、釋放連接。
五、網路的分類
不同作用范圍的網路
廣域網 WAN (Wide Area Network)
區域網 LAN (Local Area Network)
城域網 MAN (Metropolitan Area Network)
個人區域網 PAN (Personal Area Network)
從網路的使用者進行分類
公用網 (public network)
專用網 (private network)
用來把用戶接入到網際網路的網路
接入網 AN (Access Network),它又稱為本地接入網或居民接入網。
注:由 ISP 提供的接入網只是起到讓用戶能夠與網際網路連接的「橋梁」作用。
六、計算機網路的性能指標
速率
帶寬
吞吐量
時延(delay 或 latency)
傳輸時延(發送時延) —— 從發送數據幀的第一個比特算起,到該幀的最後一個比特發送完 畢所需的時間。
傳播時延 —— 電磁波在信道中需要傳播一定的距離而花費的時間。 注:信號傳輸速率(即發送速率)和信號在信道上的傳播速率是完全不同的概念。
處理時延 —— 交換結點為存儲轉發而進行一些必要的處理所花費的時間。
排隊時延 —— 結點緩存隊列中分組排隊所經歷的時延。 總時延 = 發送時延+傳播時延+處理時延+處理時延
時延帶寬積
利用率 —— 分為信道利用率和網路利用率。
信道利用率——某信道有百分之幾的時間是被利用的(有數據通過)。 網路利用率——全網路的信道利用率的加權平均值。 注:信道利用率並非越高越好。
七、網路協議(network protocol) 簡稱為協議,是為進行網路中的數據交換而建立的規則、標准或約定。其組成要素有以下三點:
語法 語義 同步
數據與控制信息的結構或格式 。
需要發出何種控制信息,完成何種動作以及做出何種響應。 事件實現順序的詳細說明。
八、實體、協議、服務和服務訪問點
實體(entity)——表示任何可發送或接收信息的硬體或軟體進程。 協議——是控制兩個對等實體進行通信的規則的集合。
在協議的控制下,兩個對等實體間的通信使得本層能夠向上一層提供服務。 要實現本層協議,還需要使用下層所提供的服務。
本層的服務用戶只能看見服務而無法看見下面的協議。
下面的協議對上面的服務用戶是透明的。
協議是「水平的」,即協議是控制對等實體之間通信的規則。
服務是「垂直的」,即服務是由下層向上層通過層間介面提供的。 同一系統相鄰兩層的實體進行交互的地方,稱為服務訪問點 SAP (Service Access Point)。
九、TCP/IP 的體系結構
路由器在轉發分組時最高只用到網路層,而沒有使用運輸層和應用層。
⑷ [計算機網路之一] 網路基礎知識
協議就是計算機與計算機之間通過網路實現通信時事先達成的一種 「約定」。這種 「約定」 使那些由不同的廠商、不同的 CPU 以及不同的操作系統組成的計算機之間,只要遵循相同的協議就能夠實現通信。
TCP/IP、AppleTalk(僅限蘋果計算機使用)、SNA(IBM)、DECnet(DEC)、IPX/SPX(Novell)
分組交換是指將大數據分割為一個個叫做包的較小單位進行傳輸的方法。
ISO (International Organization for Stardards,國際標准化組織)制定了國際標准 OSI (Open System Interconnection,開放系統互聯參考模型),但是沒有得到普及,反而是隨 Apanet 而生的 TCP/IP 協議在大學研究機構和計算機行業的推動下成為實際的業界標准。
每個分層都接收由它下一層所提供的特定服務,並且負責為自己的上一層提供特定服務。上下層之間進行交互所遵循的約定叫做 「介面」 ,同一層之間交互所遵循的約定叫做 「協議」 。
協議分層參考了計算機軟體中的模塊化開發。
單播、廣播、多播、任播。
一個地址必須明確地表示一個主體對象,在同一個通信網路中不允許有兩個相同地址的通信主體存在。
有層次性的地址方便高效地找到通訊目標(eg: 快遞地址國家、省市區)
MAC地址有唯一性但沒有層次性。
乙太網、無線、幀中繼、ATM、FDDI、ISDN。
NIC(Network Interface Card,網路介面卡),計算機必須有網卡才能接入網路。
物理層面上延長網路的設備。將電纜傳遞過來的光電信號經過波形調整和放大之後傳遞給另一個電纜。
集線器 :提供多個埠的中繼器。
數據鏈路層面連接兩個網路的設備。 不同網路可能採用了不同的數據鏈路,數據傳輸的速率可能完全不一樣 ,網橋會緩存一個網段傳輸到另一個網段的數據幀,再重新生成信號作為全新的幀轉發給另一個網段(這里我理解不同數據鏈路幀的格式不一樣,所以網橋需要緩存數據並轉換位另一個數據鏈路中的幀格式)。
網橋的其他作用:
① 根據數據幀中的 FCS 檢查數據幀是否已損壞,是則不轉發;
② 自學習MAC設備來自哪些網路,並記錄在地址轉發表中(地址轉發表記錄硬體地址與網路的映射關系);
③ 過濾功能控制網路流量。
交換集線器 :每個埠都相當於一個網橋。
網路層面上連接兩個網路、並對分組報文進行轉發的設備。
應用場景:廣域網加速器、特殊應用訪問加速、防火牆。
將傳輸層到應用層的數據進行轉發和翻譯的設備。
代理伺服器 :控制流量和出於安全考慮,客戶端和服務端無需在網路上直接通信,而是從傳輸層到應用層對數據和訪問進行各種控制和處理。
研發基於分組交換技術的 ARPANET,取代容災性差的中央集中式網路。
單個網路無法解決所有通信問題,開始研究網路互連技術,出現了 TCP/IP,並首先被 BSD UNIX 採用,隨之被廣泛使用變得流程,所有使用 TCP/IP 協議的計算機都能利用互連網相互通信。
圍繞大型計算機中心建設計算機網路,即 NSFNET(國家科學基金網),它是一個三級網路,分為主幹網、地區網和校園網。這種三級計算機網路覆蓋了全美主要的大學和研究所,並成為互聯網中的主要組成部分。
NSFNET 逐漸被商用的互聯網主幹網替代,政府機構不再負責互聯網的運營。用戶接入互聯網需要通過 ISP(Internet Service Provider:互聯網服務提供商)。
IXP(Internet eXchange Point)互聯網交換點 的作用是允許兩個網路直接相連並交換分組,而不需要再通過第三個網路(如上圖中的主幹 ISP)來轉發分組。
所有的互聯網標准都是以 RFC 的形式在互聯網上發表的,但並非所有的 RFC 文檔都是互聯網標准。
制定互聯網的正式標准要經過以下三個階段
(1)互聯網草案
(2)建議標准
(3)互聯網標准
由所有連接在互聯網上的主機組成。這部分是用戶直接使用的額,用來進行通信和資源共享。
由大量網路和連接這些網路的路由器組成。這部分視為邊緣部分提供服務的(提供連通性和交換)。
① 電路交換的起源
② 電路交換的特點
在使用信道時,信道兩端的兩個用戶始終佔用端到端的通信資源,線路上真正傳送數據的時間比例很小,傳輸效率很低。
③ 電路交換的步驟
建立連接 (佔用通信資源)→ 通話 (一直佔用通信資源)→ 釋放連接 (歸還通信資源)
電報通信採用基於存儲轉發原理的報文交換,整個報文被發送到相鄰結點,存儲下來,再轉發到下一個結點。
① 分組交換的特點
把一個完整的報文劃分為一個個分組,每個分組傳送到相鄰結點後,存在下來查找轉發表,在轉發到下一個結點。
② 分組交換的優缺點
優點:每個分組可以經過不同的路由,使得有更好的可靠性,也能充分利用網路性能。
缺點:分組控制信息有一定開銷,路由器存儲轉發時需要排隊導致產生時延,無法確保通信時端到端所需的寬頻。
① 廣域網 WAN(Wide Area Network) 廣域網的作用范圍通常為幾十到幾千公里,是互聯網的核心,其任務是通過長距離運送主機鎖發送的數據。連接廣域網各結點交換機的鏈路一般都是高速鏈路,具有較大的通信量。
② 城域網 MAN(Metropolotan Area Network) 城域網的作用范圍一般是一個城市,作用距離約為 5 ~ 50 km。可以為一個或幾個單位所用歐,也可以是一種公用設置,用來將多個區域網進行互聯。目前很多城域網採用的是乙太網技術。
③ 區域網 LAN(Local Area Network) 區域網一般用微型計算機或工作站通過高速通信鏈路相連(速率通常在 10 Mbit/s 以上),但地理上則局限在較小的范圍(如 1 km 左右)。在區域網發展的初期,一個學校或工廠往往只擁有有個區域網,但現在區域網已非常廣泛地使用,學校或企業大都擁有多個互連的區域網(這樣的網路常稱為 校園網 或 企業網 )。
④ 個人區域網 PAN(Personal Area Network) 個人區域網就是在個人工作的地方把屬於個人使用的電子設備用無線技術連接起來的網路,因此也常稱為 無線個人區域網 WPAN(Wireless PAN) ,其范圍很小,大約在 10 m 左右。
① 公用網(pulic network) 電信公司出資建造的大型網路。
② 專用網(private network) 某個部門為滿足本單位的特殊業務工作的需要而建造的網路。這種網路不向本單位以外的人提供服務,例如,軍隊、鐵路、銀行、電力等系統均有本系統的專用網。
接入網(Access Network) ,又稱為本地接入網或居民接入網。
數據的傳輸速率,也稱為數據率或比特率,單位為 bit/s(比特每秒)(或 b/s,有時也寫為 bps,即 bit per second)。
1 kbit/s = 1 × 10³ bit/s,1 Mbit/s = 1 × 10^6 bit/s,1 Gbit/s = 1 × 10^9 bit/s,1 Tbit/s = 1 × 10^12 bit/s
吞吐量表示在單位時間內通過某個網路的實際的數據量,單位同速率帶寬。
時延是指數據從網路的一端傳送到另一端所需的時間,網路時延由幾個部分組成:
網路總時延 = 發送時延 + 傳播時延 + 處理時延 + 排隊時延
[誤區] 光纖的傳播速率實際上比銅線要慢,但是光纖的帶寬卻比普通的雙絞線要快,這是因為光信號的抗干擾性強,並且可以通過波分復用的信道復用技術,達到一路光纖傳輸多路信號的效果。
時延帶寬積表示信道中可以容納多少比特。
在計算機網路中,往返時間 RTT(Round-Trip Time)是一個重要的性能指標,因為在許多情況下,互聯網上的信息不僅僅單方向傳輸而是雙向交互的。
使用衛星通信時,發送時延很短,主要消耗在來回傳播時延上,即往返時間相對較長。
利用率有信道利用率和網路利用率兩種。信道利用率指出某信道有百分之幾的時間是被利用的(有數據通過)。完全空閑的信道的利用率為零。網路利用率則是全網路的信道利用率的加權平均值。
D0 表示網路空閑時的時延,D 表示網路當前的時延,U 表示利用率,則
U = 1 - D0/D,變形一下,有
信道利用率不是越高越好,因為信道利用率增大時,網路時延也會增加,因為排隊時延增大。所以當 U 趨於 1 時,D 會趨於無限大,所以 信道或網路的利用率過高會產生非常大的時延 。
費用、質量、標准化、可靠性、可擴展性和可升級性、易於管理和維護。
① 語法,即數據與控制信息的結構或格式;
② 語義,即需要發出何種控制信息,完成何種動作以及做出何種響應;
③ 同步,即時間實現順序的詳細說明。
① 各層獨立;
② 靈活性好;
③ 結構上可分割開;
④ 易於實現和維護;
⑤ 能促進標准化工作。
計算機網路的各層及其協議的集合就是網路的體系結構。
實體 :表示任何可發送或接收信息的硬體或軟體進程。
協議 :協議是水平的,控制兩個對等實體進行通信的規則的集合。
服務 :服務是垂直的,下層通過介面向上層提供服務。
服務訪問點 :SAP(Service Access Point),同一系統中相鄰兩層的實體進行交互的地方。
⑸ 計算機網路的基礎是什麼
TCP/IP協議(又名:網路通訊協議)即傳輸控制協議/互聯網協議,是一個網路通信模型,以及一整個網路傳輸協議家族。這一模型是Internet最基本的協議,也是Internet國際互聯網路的基礎,由網路層的IP協議和傳輸層的TCP協議組成。 其定義了電子設備如何連入網際網路,以及數據如何在它們之間傳輸的標准。TCP負責發現傳輸的問題,而IP是給網際網路的每一台聯網設備規定一個地址。
為了減少網路設計的復雜性,大多數網路都採用分層結構。對於不同的網路,層的數量、名字、內容和功能都不盡相同。在相同的網路中,一台機器上的第N層與另一台機器上的第N層可利用第N層協議進行通信,協議基本上是雙方關於如何進行通信所達成的一致。
不同機器中包含的對應層的實體叫做對等進程。在對等進程利用協議進行通信時,實際上並不是直接將數據從一台機器的第N層傳送到另一台機器的第N層,而是每一層都把數據連同該層的控制信息打包交給它的下一層,它的下一層把這些內容看做數據,再加上它這一層的控制信息一起交給更下一層,依此類推,直到最下層。最下層是物理介質,它進行實際的通信。相鄰層之間有介面,介面定義下層向上層提供的原語操作和服務。相鄰層之間要交換信息,對等介面必須有一致同意的規則。層和協議的集合被稱為網路體系結構。
每一層中的活動元素通常稱為實體,實體既可以是軟體實體,也可以是硬體實體。第N層實體實現的服務被第N+1層所使用。在這種情況下,第N層稱為服務提供者,第N+1層稱為服務用戶。
服務是在服務接入點提供給上層使用的。服務可分為面向連接的服務和面向無連接的服務,它在形式上是由一組原語來描述的。這些原語可供訪問該服務的用戶及其他實體使用。
TCP是面向連接的通信協議,通過三次握手建立連接,通訊完成時要拆除連接,由於TCP是面向連接的所以只能用於端到端的通訊。
TCP提供的是一種可靠的數據流服務,採用「帶重傳的肯定確認」技術來實現傳輸的可靠性。TCP還採用一種稱為「滑動窗口」的方式進行流量控制,所謂窗口實際表示接收能力,用以限制發送方的發送速度。
如果IP數據包中有已經封好的TCP數據包,那麼IP將把它們向『上』傳送到TCP層。TCP將包排序並進行錯誤檢查,同時實現虛電路間的連接。TCP數據包中包括序號和確認,所以未按照順序收到的包可以被排序,而損壞的包可以被重傳。
TCP將它的信息送到更高層的應用程序,例如Telnet的服務程序和客戶程序。應用程序輪流將信息送回TCP層,TCP層便將它們向下傳送到IP層,設備驅動程序和物理介質,最後到接收方。
面向連接的服務(例如 Telnet、 FTP、 rlogin、 X Windows和 SMTP)需要高度的可靠性,所以它們使用了TCP。DNS在某些情況下使用TCP(發送和接收 域名資料庫),但使用UDP傳送有關單個主機的信息。
⑹ 計算機網路可以向用戶提供哪些服務
1、訪問遠程信息:如瀏覽Web頁面獲得藝術、商務、烹飪、政府、健康、歷史、愛好、娛樂、科學、運動、旅遊等等信息。
2、個人之間的通信:如即時消息(instant messaging)運用QQ、MSN、YY、聊天室、對等通信(peer-to-communication)通過中心資料庫共享,各大網盤,但是容易造成侵犯版權。
3、互動式娛樂:如視頻點播、即時評論及參加活動電視直播網路互動、網路游戲。
計算機網路基礎知識要點
NAT網路地址轉換屬接入廣域網(WAN)技術,是一種將私有(保留)地址轉化為合法IP地址的轉換技術,它被廣泛應用於各種類型Internet接入方式和各種類型的網路中。原因很簡單,NAT不僅完美地解決了lP地址不足的問題,而且還能夠有效地避免來自網路外部的攻擊,隱藏並保護網路內部的計算機。
DHCP動態主機設置協議(Dynamic Host Configuration Protocol)是一個區域網的網路協議,使用UDP協議工作,主要有兩個用途:給內部網路或網路服務供應商自動分配IP地址,給用戶或者內部網路管理員作為對所有計算機作中央管理的手段。