㈠ 计算机网络是一个什么概念,什么是网络上用到的协议端口又是什么一个计算机有多少个端口吗请教
计算机网络是计算机应用的一个重要领域,是信息高速公路的重要组成部分。计算机网络空前活跃,几乎渗透到社会的每个角落。
网络的基本概念
计算机网络是一种地理上分散的多台独立工作的计算机,通过通信电路互相连接起来,在配有相应的网络软件的情况下,实现资源共享和信息交换的系统。
计算机网络的功能主要体现在三个方面:信息交换、资源共享和分布式处理。
计算机网络有各种各样的分类方法,但常用的分类方法是按网络规模、距离远近分类。通常把计算机网络分成两大类:局域网LAN(Local Area Network),广域网WAN(Wide Area Network)。广域网也叫远程网RCN(Remote Computer Network)。
局域网是指在几百米到10公里范围之内连成的网络。如一栋楼内、一所学校的校园网、一家公司的企业网等都是局域网。网络连接距离在10公里以上便称为广域网,因特网就是最典型的广域网。在这一节里,重点介绍局域网。
计算机局域网
局域网一般由传输介质及附属设备、网络适配器、网络服务器、用户工作站和网络软件等组成。
传输介质及附属设备
局域网所使用的传输介质主要有三种:双绞线、同轴电缆、光导纤维。
在局域网中双绞线是用得最多的一种。100米以内的连接可用双绞线。
同轴电缆有细缆和粗缆之分,细缆阻抗为50W,粗缆阻抗为75W,二者不能直接相连。一般,185米以内可采用细缆,大于这个距离则采用粗缆。
光导纤维俗称光缆,与电缆有本质的区别,光缆传输的是光信号,电缆传输的是电信号。光缆由一束光导纤维组成,光纤中有一根导光的细丝,通常用硅制成。光缆是传输率最高的传输介质,一般用在主干线上。
附属设备随局域网使用的传输介质而定。就双绞线而言,有RJ45;就同轴电缆而言,一般包括BNC插头、T型插头、终端匹配器、增音器和调质解调器等。若网络采用星形结构,还需有集线器Hub。Hub分为共享式Hub和交换式Hub。Hub的功能是接收和转发信号。
网络适配器
网络适配器NIC(Network Interface Card)也称网卡,通过它将用户工作站的PC机连接到网络上。随着网络技术的飞速发展,网卡也经历了频繁的更新换代,其品种、类型日益繁多,功能也日趋复杂、完善。有支持ISA总线的16位网卡,有支持PCI总线的32位网卡;有传输率为10Mbps(即每秒传送10兆位)的网卡,有传输率为100Mbps的网卡,也有传输率为10/100Mbps的自适应网卡。
网卡的主要作用是:
实现工作站PC机和局域网传输介质的物理连接和电信号匹配,接收和执行工作站主机送来的各种控制命令;
实现局域网数据链路层的功能,包括传输介质的送取控制、信息帧的发送和接收、差错校验、串并行代码转换等;
提供数据缓冲能力;
实现某些接口功能等。
注意:若要将计算机连接到广域网上,必须有Modem,即调制解调器,而不是网卡。
网络服务器
网络服务器是用来管理系统中共享资源的,例如大容量的磁盘、高速打印机和数据文件等。由于网络服务器对这些设备的管理和访问都是按文件形式进行的,所以又称之为文件服务器。一个局域网可以有多个服务器,以实现共享资源的分布配置。局域网的许多功能是通过服务器来实现的,网络操作系统等软件也主要驻留在服务器上。因此,网络服务器的性能直接影响到局域网的性能。
网络服务器可以是高性能的微机、小型机或大型机。不管选用哪种设备,服务器都必须具备适当的通讯处理能力、快速访问能力和安全容错能力。
用户工作站
用户通过工作站来访问网络的共享资源。在局域网中,用户工作站一般采用PC机。除了访问网络资源外,工作站本身具有一定的处理能力。根据应用的需要,工作站也可以是无盘的,被称为无盘工作站。
网络软件
网络软件包括网络协议软件、通信软件和网络操作系统等。网络软件功能的强弱直接影响到网络的性能。
局域网的网络拓朴结构
连接在网络上的计算机、大容量磁盘、高速打印机等部件均可看作是网络上的一个节点,又称为工作站。网络拓朴是指网络中各节点相互连接的方法或形式。在设计一个网络时,选择合适的网络拓朴结构是非常重要的,它将直接关系到该网络的性能。局域网拓朴结构主要有星形、环形和总线型三种结构(见图4.1)。
图4.1 总线 环形 星形
总线拓朴结构
总线拓朴结构是局域网中使用最广泛的一种拓朴结构。在这种结构中各节点都通过相应的硬件接口直接接至传输介质上,各节点间的通信可通过公共的介质直接进行。该种结构的优点是当某一个结点发生故障时,不会影响网络的正常工作,且也允许新的结点顺利入网而不影响网络的现行状态。
环形拓朴结构
环形结构是一种闭合的总线结构。网络中各结点通过中继器连接到闭环上。所谓中继器是一比较简单的设备,它具有单方向的传输能力,即由一条链路上接收数据后不加缓冲地以同样的速率沿本身的另一条链路传输出去,因此在网络环上数据就以一定方向沿环传输。由于环形网上的各中继器是相互串接的,因此任一中继器出现故障均会导致数据传输的失败。
星形拓朴结构
在星形拓朴结构的局域网中,各个结点通过点到点的线路与中央结点相连。中央结点由性能较好的计算机来实现,其余各结点之间的通信均是由中央结点来沟通,这样整个网络基本上不受外围结点的入网、退网的影响,且外围结点承担数据处理的工作量较小,而大量的数据处理工作由中央结点来完成,因而造成这种结构的中央结点的负荷较重,易出?quot;瓶颈"现象,系统可靠性较差。
网络传输协议
在网络传输中,采用分层模式进行传输。分层约定使得各层所完成的功能是相互独立的。因此,当某层要改变约定时,就不会对其他层造成影响。
在计算机网络中,将计算机网络同等层间的通信约定称为网络协议。OSI(国际标准化组织)网络分层模型中,有七层通信协议,如图4.2所示。
发送站 (逻辑信道)同层协议 接收站
⑦ 应用层 ⑦ 应用层
⑥ 表示层 ⑥ 表示层
⑤ 会话层 ⑤ 会话层
④ 传输层 ④ 传输层
③ 网络层 ③ 网络层
② 数据链路层 ② 数据链路层
① 物理层 ① 物理层
互连物理介质
图4.2 局域网的七层协议
1. 物理层
主要提供与传输介质的接口、与物理介质相连接所涉及到的机械的、电气的功能和规程方面的特性,最终达到物理的连接。它提供了位传送的物理通路。该类协议有RS-232A、RS-232B、RS-232C等。
2. 数据链路层
通过一定格式及差错控制、信息流控制送出数据帧,保证报文以帧为单位在链路上可靠的传输。为网络层提供接口服务。这类协议典型的例子是ISO推荐的高级链路控制远程HDLC。
3. 网络层
它是用来处理路径选择和分组交换技术,提供报文分组从源节点至目的节点间可靠的逻辑通路,且担负着连接的建立、维持和拆除。该类协议有IP协议。
4. 传输层
用于主机同主机间的连接,为主机间提供透明的传输通路,传输单位为报文。该类协议有TCP协议。
5. 会话层
它的功能是要在数据交换的各种应用进程间建立起逻辑通路,我们将两应用进程间建立起一次联络称为一次会话,而会话层就是用来维持这种联络。
6. 表示层
该层提供一套格式化服务。如报文压缩、文件传输协议FTP。
7. 应用层
也称为用户层。为面向用户的各种软件的传输协议。如SMTP、POP3、Telnet等。
值得说明的是,OSI模型虽然被国际所公认,但迄今为止尚无一个局域网能全部符合上述七层协议。
㈡ 计算机网络中如何区分同一主机的不同网络进程
1、判断不同网段。192.168.8.104使用255.255.255.0的子网掩码去判断191.168.1.2,得出对方的网络号是191.168.1。而自己的网络号是192.168.8,所以两者的网络号不同,属于不同网段的。
2、查找路由表网络号相同的主机,可以使用ARP广播来发现对方的MAC地址。但是网络号不同的主机则不能这样通信,网络号不同的情况下,需要查找路由表,在路由表里来匹配192.168.1,一旦匹配到路由条目,则把IP包发给这条路。
3、发现网关硬件接口MAC。网关肯定是和本机属于同一网段,可以从ARP缓存中或者ARP广播获知网关的MAC。
㈢ 计算机网络基础知识(一)
参考:计算机网络 谢希仁 第7版
一、现在最主要的三种网络
电信网络(电话网)
有线电视网络
计算机网络 (发展最快,信息时代的核心技术)
二、internet 和 Internet
internet 是普通名词
泛指一般的互连网(互联网)
Internet 是专有名词,标准翻译是“因特网” 世界范围的互连网(互联网)
使用 TCP/IP 协议族
前身是美国的阿帕网 ARPANET
三、计算机网络的带宽
计算机网络的带宽是指网络可通过的最高数据率,即每秒多少比特。 描述带宽也常常把“比特/秒”省略。
例如,带宽是 10 M,实际上是 10 Mb/s。注意:这里的 M 是 106。
四、对宽带传输的错误概念
在网络中有两种不同的速率:
信号(即电磁波)在传输媒体上的传播速率(米/秒,或公里/秒)
计算机向网络发送比特的速率(比特/秒),也叫传输速率。 这两种速率的意义和单位完全不同。
宽带传输:计算机向网络发送比特的速率较高。 宽带线路:每秒有更多比特从计算机注入到线路。 宽带线路和窄带线路上比特的传播速率是一样的。
早期的计算机网络采用电路交换,新型的计算机网络采用分组交换的、基于存储转发的方式。 分组交换:
在发送端把要发送的报文分隔为较短的数据块
每个块增加带有控制信息的首部构成分组(包)
依次把各分组发送到接收端
接收端剥去首部,抽出数据部分,还原成报文
IP 网络的重要特点
每一个分组独立选择路由。
发往同一个目的地的分组,后发送的有可能先收到(即可能不按顺序接收)。 当网络中的通信量过大时,路由器就来不及处理分组,于是要丢弃一些分组。 因此, IP 网络不保证分组的可靠地交付。
IP 网络提供的服务被称为:
尽最大努力服务(best effort service) 五、最重要的两个协议:IP 和 TCP
TCP 协议保证了应用程序之间的可靠通信,IP 协议控制分组在因特网的传输,但因特网不保证可靠交付.
在 TCP/IP 的应用层协议使用的是客户服务器方式。
客户(client)和服务器(server)都是指通信中所涉及的两个应用进程。
客户服务器方式所描述的是进程之间服务和被服务的关系。
当 A 进程需要 B 进程的服务时就主动呼叫 B 进程,在这种情况下,A 是客户而 B 是服务器。
可能在下一次通信中,B 需要 A 的服务,此时,B 是客户而 A 是服务器。
注意:
使用计算机的人是“用户”(user)而不是“客户”(client)。
客户和服务器都指的是进程,即计算机软件。
由于运行服务器进程的机器往往有许多特殊的要求,因此人们经常将主要运行服务器进程的
机器(硬件)不严格地称为服务器。
例如,“这台机器是服务器。” 意思是:“这台机器(硬件)主要是用来运行服务器进程(软件)。” 因此,服务器(server)一词有时指的是软件,但也有时指的是硬件。
六、总结
因特网(Internet)是世界范围的、互连起来的计算机网络,它使用 TCP/IP 协议族,并且它的前身是美 国阿帕网 ARPANET。
计算机网络的带宽是网络可通过的最高数据率。
因特网使用基于存储转发的分组交换,并使用 IP 协议传送 IP 分组。
路由器把许多网络互连起来,构成了互连网。路由器收到分组后,根据路由表查找出下一跳路由器的
地址,然后转发分组。
路由器根据与其他路由器交换的路由信息构造出自己的路由表。
IP 网络提供尽最大努力服务,不保证可靠交付。
TCP 协议保证计算机程序之间的、端到端的可靠交付。
在 TCP/IP 的应用层协议使用的是客户服务器方式。
客户和服务器都是进程(即软件)。客户是服务请求方,服务器是服务提供方。
服务器有时也指“运行服务器软件”的机器。
一、IP 网络是虚拟网络
IP 网络是虚拟的。在 IP 网络上传送的是 IP 数据报(IP 分组)。
实际上在网络链路上传送的是“帧”,使用的是帧的硬件地址(MAC 地址)。
地址解析协议 ARP 用来把 IP 地址(虚拟地址)转换为硬件地址(物理地址)。
二、IP 地址的表示方法
IP 地址的表示方法有两种:二进制和点分十进制。
IP 地址是 32 位二进制数字,为方便阅读和从键盘上输入,可把每 8 位二进制数字转换成一个十进制数字,并 用小数点隔开,这就是点分十进制。
三、因特网的域名
因特网的域名分为: 顶级域名 二级域名 三级域名
四级域名
四、域名服务器 DNS (Domain Name Server)
因特网中设有很多的域名服务器 DNS,用来把域名转换为 IP 地址。
五、电子邮件
发送邮件使用的协议——简单邮件传送协议 SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) 接收邮件使用的协议——邮局协议版本 3 POP3 (Post Office Protocol version 3) 注:邮件的传送仍然要使用 IP 和 TCP 协议
六、统一资源定位符 URL (Uniform Resource Locator)
URL 用来标识万维网上的各种文档。
因特网上的每一个文档,在整个因特网的范围内具有惟一的标识符 URL。 URL 实际上就是文档在因特网中的地址。
七、超文本传送协议 HTTP (HyperText Transfer Protocol) 万维网客户程序与服务器程序之间的交互遵守超文本传送协议 HTTP。
八、结束语
IP 地址是 32 位二进制数字。为便于阅读和键入,也常使用点分十进制记法。 个人用户上网可向本地 ISP 租用临时的 IP 地址。
域名服务器 DNS 把计算机域名转换为计算机使用的 32 位二进制 IP 地址。 发送电子邮件使用 SMTP 协议,接收电子邮件使用 POP3 协议。
统一资源定位符 URL 惟一地确定了万维网上文档的地址。
超文本传送协议 HTTP 用于万维网浏览器程序和服务器程序的信息交互。
超文本标记语言 HTML 使万维网文档有了统一的格式。
IP 电话不使用 TCP 协议。利用 IP 电话网关使得在普通电话之间可以打 IP 电话。
一、因特网服务提供者 ISP (Internet Service Provider) 根据提供服务的覆盖面积大小以及所拥有的 IP 地址数目的不同,ISP 也分成为不同的层次。
二、两种通信方式
在网络边缘的端系统中运行的程序之间的通信方式通常可划分为两大类:C/S 方式 和 P2P 方式
(Peer-to-Peer,对等方式)。
三、因特网的核心部分
网络核心部分是因特网中最复杂的部分。
网络中的核心部分要向网络边缘中的大量主机提供连通性,使边缘部分中的任何一个主机都能够向其 他主机通信(即传送或接收各种形式的数据)。
因特网的核心部分是由许多网络和把它们互连起来的路由器组成,而主机处在因特网的边缘部分。
在因特网核心部分的路由器之间一般都用高速链路相连接,而在网络边缘的主机接入到核心部分则通 常以相对较低速率的链路相连接。
主机的用途是为用户进行信息处理的,并且可以和其他主机通过网络交换信息。路由器的用途则是用 来转发分组的,即进行分组交换的。
在网络核心部分起特殊作用的是路由器(router)。
路由器是实现分组交换(packet switching)的关键构件,其任务是转发收到的分组,这是网络核心部分
最重要的功能。
四、电路交换
电路交换必定是面向连接的。 电路交换的三个阶段:建立连接、通信、释放连接。
五、网络的分类
不同作用范围的网络
广域网 WAN (Wide Area Network)
局域网 LAN (Local Area Network)
城域网 MAN (Metropolitan Area Network)
个人区域网 PAN (Personal Area Network)
从网络的使用者进行分类
公用网 (public network)
专用网 (private network)
用来把用户接入到因特网的网络
接入网 AN (Access Network),它又称为本地接入网或居民接入网。
注:由 ISP 提供的接入网只是起到让用户能够与因特网连接的“桥梁”作用。
六、计算机网络的性能指标
速率
带宽
吞吐量
时延(delay 或 latency)
传输时延(发送时延) —— 从发送数据帧的第一个比特算起,到该帧的最后一个比特发送完 毕所需的时间。
传播时延 —— 电磁波在信道中需要传播一定的距离而花费的时间。 注:信号传输速率(即发送速率)和信号在信道上的传播速率是完全不同的概念。
处理时延 —— 交换结点为存储转发而进行一些必要的处理所花费的时间。
排队时延 —— 结点缓存队列中分组排队所经历的时延。 总时延 = 发送时延+传播时延+处理时延+处理时延
时延带宽积
利用率 —— 分为信道利用率和网络利用率。
信道利用率——某信道有百分之几的时间是被利用的(有数据通过)。 网络利用率——全网络的信道利用率的加权平均值。 注:信道利用率并非越高越好。
七、网络协议(network protocol) 简称为协议,是为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定。其组成要素有以下三点:
语法 语义 同步
数据与控制信息的结构或格式 。
需要发出何种控制信息,完成何种动作以及做出何种响应。 事件实现顺序的详细说明。
八、实体、协议、服务和服务访问点
实体(entity)——表示任何可发送或接收信息的硬件或软件进程。 协议——是控制两个对等实体进行通信的规则的集合。
在协议的控制下,两个对等实体间的通信使得本层能够向上一层提供服务。 要实现本层协议,还需要使用下层所提供的服务。
本层的服务用户只能看见服务而无法看见下面的协议。
下面的协议对上面的服务用户是透明的。
协议是“水平的”,即协议是控制对等实体之间通信的规则。
服务是“垂直的”,即服务是由下层向上层通过层间接口提供的。 同一系统相邻两层的实体进行交互的地方,称为服务访问点 SAP (Service Access Point)。
九、TCP/IP 的体系结构
路由器在转发分组时最高只用到网络层,而没有使用运输层和应用层。
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