‘壹’ 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。
‘贰’ 计算机网络基础有哪些需要掌握的知识点
1)什么是链接?
链接是指两个设备之间的连接。它包括用于一个设备能够与另一个设备通信的电缆类型和协议。
2)OSI 参考模型的层次是什么?
有 7 个 OSI 层:物理层,数据链路层,网络层,传输层,会话层,表示层和应用层。
3)什么是骨干网?
骨干网络是集中的基础设施,旨在将不同的路由和数据分发到各种网络。它还处理带宽管理和各种通道。
4)什么是 LAN?
LAN 是局域网的缩写。它是指计算机与位于小物理位置的其他网络设备之间的连接。
5)什么是节点?
节点是指连接发生的点。它可以是作为网络一部分的计算机或设备。为了形成网络连接,需要两个或更多个节点。
6)什么是路由器?
路由器可以连接两个或更多网段。这些是在其路由表中存储信息的智能网络设备,例如路径,跳数等。有了这个信息,他们就可以确定数据传输的最佳路径。路由器在 OSI 网络层运行。
7)什么是点对点链接?
它是指网络上两台计算机之间的直接连接。除了将电缆连接到两台计算机的 NIC卡之外,点对点连接不需要任何其他网络设备。
8)什么是匿名 FTP?
匿名 FTP 是授予用户访问公共服务器中的文件的一种方式。允许访问这些服务器中的数据的用户不需要识别自己,而是以匿名访客身份登录。
9)什么是子网掩码?
子网掩码与 IP 地址组合,以识别两个部分:扩展网络地址和主机地址。像 IP 地址一样,子网掩码由 32 位组成。
10)UTP 电缆允许的最大长度是多少?
UTP 电缆的单段具有 90 到 100 米的允许长度。这种限制可以通过使用中继器和开关来克服。
11)什么是数据封装?
数据封装是在通过网络传输信息之前将信息分解成更小的可管理块的过程。在这个过程中,源和目标地址与奇偶校验一起附加到标题中。
12)描述网络拓扑
网络拓扑是指计算机网络的布局。它显示了设备和电缆的物理布局,以及它们如何连接到彼此。
13)什么是 VPN?
VPN 意味着虚拟专用网络,这种技术允许通过网络(如 Internet)创建安全通道。例如,VPN 允许您建立到远程服务器的安全拨号连接。
14)简要描述 NAT。
NAT 是网络地址转换。这是一种协议,为公共网络上的多台计算机提供一种方式来共享到 Internet 的单一连接。
15)OSI 参考模型下网络层的工作是什么?
网络层负责数据路由,分组交换和网络拥塞控制。路由器在此层下运行。
16)网络拓扑如何影响您在建立网络时的决策?
网络拓扑决定了互连设备必须使用什么媒介。它还作为适用于设置的材料,连接器和终端的基础。
17)什么是 RIP?
RIP,路由信息协议的简称由路由器用于将数据从一个网络发送到另一个网络。它通过将其路由表广播到网络中的所有其他路由器来有效地管理路由数据。它以跳数为单位确定网络距离。
18)什么是不同的方式来保护计算机网络?
有几种方法可以做到这一点。在所有计算机上安装可靠和更新的防病毒程序。确保防火墙的设置和配置正确。用户认证也将有很大的帮助。所有这些组合将构成一个高度安全的网络。
19)什么是 NIC?
NIC 是网络接口卡(网卡)的缩写。每个 NIC都有自己的 MAC 地址,用于标识网络上的 PC。
20)什么是 WAN?
WAN 代表广域网。它是地理上分散的计算机和设备的互连。它连接位于不同地区和国家/地区的网络。
21)OSI 物理层的重要性是什么?
物理层进行从数据位到电信号的转换,反之亦然。这是网络设备和电缆类型的考虑和设置。
22)TCP/IP 下有多少层?
有四层:网络层,互联网层,传输层和应用层。
23)什么是代理服务器,它们如何保护计算机网络?
代理服务器主要防止外部用户识别内部网络的 IP 地址。不知道正确的 IP 地址,甚至无法识别网络的物理位置。代理服务器可以使外部用户几乎看不到网络。
24)OSI 会话层的功能是什么?
该层为网络上的两个设备提供协议和方法,通过举行会话来相互通信。这包括设置会话,管理会话期间的信息交换以及终止会话时的解除过程。
25)实施容错系统的重要性是什么?有限吗?
容错系统确保持续的数据可用性。这是通过消除单点故障来实现的。但是,在某些情况下,这种类型的系统将无法保护数据,例如意外删除。
26)10Base-T 是什么意思?
10 是指数据传输速率,在这种情况下是 10Mbps。“Base”是指基带。T 表示双绞线,这是用于该网络的电缆。
27)什么是私有 IP 地址?
专用 IP 地址被分配用于内部网。这些地址用于内部网络,不能在外部公共网络上路由。这些确保内部网络之间不存在任何冲突,同时私有 IP 地址的范围同样可重复使用于多个内部网络,因为它们不会“看到”彼此。
28)什么是 NOS?
NOS 或网络操作系统是专门的软件,其主要任务是向计算机提供网络连接,以便能够与其他计算机和连接的设备进行通信。
29)什么是 DoS?
DoS 或拒绝服务攻击是试图阻止用户访问互联网或任何其他网络服务。这种攻击可能有不同的形式,由一群永久者组成。这样做的一个常见方法是使系统服务器过载,使其无法再处理合法流量,并将被强制重置。
30)什么是 OSI,它在电脑网络中扮演什么角色?
OSI(开放系统互连)作为数据通信的参考模型。它由 7 层组成,每层定义了网络设备如何相互连接和通信的特定方面。一层可以处理所使用的物理介质,而另一层则指示如何通过网络实际传输数据。
31)电缆被屏蔽并具有双绞线的目的是什么?
其主要目的是防止串扰。串扰是电磁干扰或噪声,可能影响通过电缆传输的数据。
32)地址共享的优点是什么?
通过使用地址转换而不是路由,地址共享提供了固有的安全性优势。这是因为互联网上的主机只能看到提供地址转换的计算机上的外部接口的公共 IP 地址,而不是内部网络上的私有 IP 地址。
33)什么是 MAC 地址?
MAC 或媒介访问控制,可以唯一地标识网络上的设备。它也被称为物理地址或以太网地址。MAC 地址由 6 个字节组成。
34)在 OSI 参考模型方面,TCP/IP 应用层的等同层或多层是什么?
TCP/IP 应用层实际上在 OSI 模型上具有三个对等体:会话层,表示层和应用层。
35)如何识别给定 IP 地址的 IP 类?
通过查看任何给定 IP 地址的第一个八位字节,您可以识别它是 A 类,B 类还是 C类。如果第一个八位字节以 0 位开头,则该地址为 Class A.如果以位 10 开头,则该地址为 B 类地址。如果从 110 开始,那么它是 C 类网络。
36)OSPF 的主要目的是什么?
OSPF 或开放最短路径优先,是使用路由表确定数据交换的最佳路径的链路状态路由协议。
37)什么是防火墙?
防火墙用于保护内部网络免受外部攻击。这些外部威胁可能是黑客谁想要窃取数据或计算机病毒,可以立即消除数据。它还可以防止来自外部网络的其他用户访问专用网络。
38)描述星形拓扑
星形拓扑由连接到节点的中央集线器组成。这是最简单的设置和维护之一。
39)什么是网关?
网关提供两个或多个网段之间的连接。它通常是运行网关软件并提供翻译服务的计算机。该翻译是允许不同系统在网络上通信的关键。
40)星型拓扑的缺点是什么?
星形拓扑的一个主要缺点是,一旦中央集线器或交换机被损坏,整个网络就变得不可用了。
41)什么是 SLIP?
SLIP 或串行线路接口协议实际上是在 UNIX 早期开发的旧协议。这是用于远程访问的协议之一。
42)给出一些私有网络地址的例子。
10.0.0.0,子网掩码为 255.0.0.0
192.168.0.0,子网掩码为 255.255.0.0
43)什么是 tracert?
Tracert 是一个 Windows 实用程序,可用于跟踪从路由器到目标网络的数据采集的路由。它还显示了在整个传输路由期间采用的跳数。
44)网络管理员的功能是什么?
网络管理员有许多责任,可以总结为 3 个关键功能:安装网络,配置网络设置以及网络的维护/故障排除。
45)描述对等网络的一个缺点。
当您正在访问由网络上的某个工作站共享的资源时,该工作站的性能会降低。
46)什么是混合网络?
混合网络是利用客户端 - 服务器和对等体系结构的网络设置。
47)什么是 DHCP?
DHCP 是动态主机配置协议的缩写。其主要任务是自动为网络上的设备分配 IP 地址。它首先检查任何设备尚未占用的下一个可用地址,然后将其分配给网络设备。
48)ARP 的主要工作是什么?
ARP 或地址解析协议的主要任务是将已知的 IP 地址映射到 MAC 层地址。
49)什么是 TCP/IP?
TCP/IP 是传输控制协议/互联网协议的缩写。这是一组协议层,旨在在不同类型的计算机网络(也称为异构网络)上进行数据交换。
50)如何使用路由器管理网络?
路由器内置了控制台,可让您配置不同的设置,如安全和数据记录。您可以为计算机分配限制,例如允许访问的资源,或者可以浏览互联网的某一天的特定时间。您甚至可以对整个网络中看不到的网站施加限制。
51)当您希望在不同平台(如 UNIX 系统和 Windows 服务器之间)传输文件时,可以应用什么协议?
使用 FTP(文件传输协议)在这些不同的服务器之间进行文件传输。这是可能的,因为 FTP 是平台无关的。
52)默认网关的使用是什么?
默认网关提供了本地网络连接到外部网络的方法。用于连接外部网络的默认网关通常是外部路由器端口的地址。
53)保护网络的一种方法是使用密码。什么可以被认为是好的密码?
良好的密码不仅由字母组成,还包括字母和数字的组合。结合大小写字母的密码比使用所有大写字母或全部小写字母的密码有利。密码必须不能被黑客很容易猜到,比如日期,姓名,收藏夹等等。
54)UTP 电缆的正确终止率是多少?
非屏蔽双绞线网线的正常终止是 100 欧姆。
55)什么是 netstat?
Netstat 是一个命令行实用程序。它提供有关连接当前 TCP/IP 设置的有用信息。
56)C 类网络中的网络 ID 数量是多少?
对于 C 类网络,可用的网络 ID 位数为 21。可能的网络 ID 数目为 2,提高到 21或 2,097,152。每个网络 ID 的主机 ID 数量为 2,增加到 8 减去 2,或 254。
57)使用长于规定长度的电缆时会发生什么?
电缆太长会导致信号丢失。这意味着数据传输和接收将受到影响,因为信号长度下降。
‘叁’ 计算机网络知识
计算机网络 课程的特点是计算机技术与通信技术的结合,从事计算机网络课程教学的教师应具备计算机网络建设、管理和研究的背景。下面是我整理的一些关于计算机网络入门知识的相关资料,供你参考。
一、计算机网络基础
对“计算机网络”这个概念的理解和定义,随着计算机网络本身的发展,人们提出了各种不同的观点。
早期的计算机系统是高度集中的,所有的设备安装在单独的大房间中,后来出现了批处理和分时系统,分时系统所连接的多个终端必须紧接着主计算机。50年代中后期,许多系统都将地理上分散的多个终端通过通信线路连接到一台中心计算机上,这样就出现了第一代计算机网络。
第一代计算机网络是以单个计算机为中心的远程联机系统。典型应用是由一台计算机和全美范围内2000多个终端组成的飞机定票系统。
终端:一台计算机的外部设备包括CRT控制器和键盘,无GPU内存。
随着远程终端的增多,在主机前增加了前端机FEP当时,人们把计算机网络定义为“以传输信息为目的而连接起来,实现远程信息处理或近一步达到资源共享的系统”,但这样的通信系统己具备了通信的雏形。
第二代计算机网络是以多个主机通过通信线路互联起来,为用户提供服务,兴起于60年代后期,典型代表是美国国防部高级研究计划局协助开发的ARPAnet。
主机之间不是直接用线路相连,而是接口报文处理机IMP转接后互联的。IMP和它们之间互联的通信线路一起负责主机间的通信任务,构成了通信子网。通信子网互联的主机负责运行程序,提供资源共享,组成了资源子网。
两个主机间通信时对传送信息内容的理解,信息表示形式以及各种情况下的应答信号都必须遵守一个共同的约定,称为协议。
在ARPA网中,将协议按功能分成了若干层次,如何分层,以及各层中具体采用的协议的总和,称为网络体系结构,体系结构是个抽象的概念,其具体实现是通过特定的硬件和软件来完成的。
70年代至80年代中第二代网络得到迅猛的发展。
第二代网络以通信子网为中心。这个时期,网络概念为“以能够相互共享资源为目的互联起来的具有独立功能的计算机之集合体”,形成了计算机网络的基本概念。
第三代计算机网络是具有统一的网络体系结构并遵循国际标准的开放式和标准化的网络。
IS0在1984年颁布了0SI/RM,该模型分为七个层次,也称为0SI七层模型,公认为新一代计算机网络体系结构的基础。为普及局域网奠定了基础。(^60090922a^1)
70年代后,由于大规模集成电路出现,局域网由于投资少,方便灵活而得到了广泛的应用和迅猛的发展,与广域网相比有共性,如分层的体系结构,又有不同的特性,如局域网为节省费用而不采用存储转发的方式,而是由单个的广播信道来连结网上计算机。
第四代计算机网络从80年代末开始,局域网技术发展成熟,出现光纤及高速网络技术,多媒体,智能网络,整个网络就像一个对用户透明的大的计算机系统,发展为以Internet为代表的互联网。
计算机网络:将多个具有独立工作能力的计算机系统通过通信设备和线路由功能完善的网络软件实现资源共享和数据通信的系统。
从定义中看出涉及到三个方面的问题:
(1)至少两台计算机互联。
(2)通信设备与线路介质。
(3)网络软件,通信协议和NOS
二、计算机网络的分类
用于计算机网络分类的标准很多,如拓扑结构,应用协议等。但是这些标准只能反映网络某方面的特征,最能反映网络技术本质特征的分类标准是分布距离,按分布距离分为LAN,MAN,WAN,Internet。
1.局域网
几米——10公里。小型机,微机大量推广后发展起来的,配置容易,速率高,4Mbps~2GbpS。 位于一个建筑物或一个单位内,不存在寻径问题,不包括网络层。
2.都市网
10公里——100公里。对一个城市的LAN互联,采用IEEE802.6标准,50Kbps~l00Kbps,位于一座城市中。
3.广域网
也称为远程网,几百公里——几千公里。发展较早,租用专线,通过IMP和线路连接起来,构成网状结构,解决循径问题,速率为9.6Kbps~45Mbps 如:邮电部的CHINANET,CHINAPAC,和CHINADDN网。
4.互联网
并不是一种具体的网络技术,它是将不同的物理网络技术按某种协议统一起来的一种高层技术。
三、局域网的特征
局域网分布范围小,投资少,配置简单等,具有如下特征:
(1)传输速率高:一般为1Mbps--20Mbps,光纤高速网可达100Mbps,1000MbpS
(2)支持传输介质种类多。
(3)通信处理一般由网卡完成。
(4)传输质量好,误码率低。
(5)有规则的拓扑结构。
四、局域网的组成
局域网一般由服务器、工作站、网卡和传输介质四部分组成。
1.服务器
运行网络0S,提供硬盘、文件数据及打印机共享等服务功能,是网络控制的核心。
从应用来说较高配置的普通486以上的兼容机都可以用于文件服务器,但从提高网络的整体性能,尤其是从网络的系统稳定性来说,还是选用专用服务器为宜。
目前常见的NOS主要有Netware,Unix和Windows NT三种。
(1)Netware:
流行版本V3.12,V4.11,V5.0,对硬件要求低,应用环境与DOS相似,技术完善,可靠,支持多种工作站和协议,适于局域网操作系统,作为文件服务器,打印服务器性能好。
(2)Unix:
一种典型的32位多用户的NOS,主要应用于超级小型机,大型机上,目前常用版本有Unix SUR4.0。支持网络文件系统服务,提供数据等应用,功能强大,不易掌握,命令复杂,由AT&T和SCO公司推出。
(3)Windows NT Server 4.0:
一种面向分布式图形应用程序的完整平台系统,界面与Win95相似,易于安装和管理,且集成了Internet网络管理工具,前景广阔。
服务器分为文件服务器,打印服务器,数据库服务器,在Internet网上,还有Web,FTP,E-mail等服务器。
网络0S朝着能支持多种通信协议,多种网卡和工作站的方向发展。
2.工作站
可以有自己的0S,独立工作;通过运行工作站网络软件,访问Server共享资源,常见有DOS工作站,Windows 95工作站。
3.网卡
将工作站式服务器连到网络上,实现资源共享和相互通信,数据转换和电信号匹配。
网卡(NTC)的分类:
(1)速率:10Mbps,100Mbps
(2)总线类型:ISA/PCI
(3)传输介质接口:
单口:BNC(细缆)或RJ-45(双绞线)。(^60090922b^2)
4.传输介质
目前常用的传输介质有双绞线,同轴电缆,光纤等。
(1)双绞线(TP):
将一对以上的双绞线封装在一个绝缘外套中,为了降低干扰,每对相互扭绕而成。分为非屏蔽双绞线(UTP)和屏蔽双绞线(STP)。局域网中UTP分为3类,4类,5类和超5类四种。
以AMP公司为例:
3类:10Mbps,皮薄,皮上注“cat3”,箱上注“3类”,305米/箱,400元/箱。
4类:网络中用的不多。
5类:(超5类)100Mbps,10Mbps,皮厚,匝密,皮上注“cat5”,箱上注5类,305米/箱,600—700元/箱(每段100米,接4个中继器,最大500米)。
接线顺序:
正常: 白桔 桔 白绿 蓝 白蓝 绿 白棕 棕
(对应) 1 2 3 4 5 6 7 8
集联: 白绿 绿 白桔 棕 白棕 桔 白蓝 蓝
(对应) 1 2 3 4 5 6 7 8
STP:内部与UTP相同,外包铝箔,Apple,IBM公司网络产品要求使用STP双绞线,速率高,价格贵。
(2)同轴电缆:
由一根空心的外圆柱导体和一根位于中心轴线的内导线组成,两导体间用绝缘材料隔开。
按直径分为粗缆和细缆。
粗缆:传输距离长,性能高但成本高,使用于大型局域网干线,连接时两端需终接器。
A.粗缆与外部收发器相连。
B.收发器与网卡之间用AUI电缆相连。
C.网卡必须有AUI接口:每段500米,100个用户,4个中继器可达2500米,收发器之间最小2.5米,收发器电缆最大50米。
细缆:传输距离短,相对便宜,用T型头,与BNC网卡相连,两端安50欧终端电阻。
每段185米,4个中继器,最大925米,每段30个用户,T型头之间最小0.5米。 按传输频带分为基带和宽带传输。
基带:数字信号,信号占整个信道,同一时间内能传送一种信号。
宽带:传送的'是不同频率的信号。
(3)光纤:
应用光学原理,由光发送机产生光束,将电信号变为光信号,再把光信号导入光纤,在另一端由光接收机接收光纤上传来的光信号,并把它变为电信号,经解码后再处理。分为单模光纤和多模光纤。绝缘保密性好。
单模光纤:由激光作光源,仅有一条光通路,传输距离长,2公里以上。
多模光纤:由二极管发光,低速短距离,2公里以内。
五、局域网的几种工作模式
1.专用服务器结构(Server-Baseb)
又称为“工作站/文件服务器”结构,由若干台微机工作站与一台或多台文件服务器通过通信线路连接起来组成工作站存取服务器文件,共享存储设备。
文件服务器自然以共享磁盘文件为主要目的。 对于一般的数据传递来说已经够用了,但是当数据库系统和其他复杂而被不断增加的用户使用的应用系统到来的时候,服务器已经不能承担这样的任务了,因为随着用户的增多,为每个用户服务的程序也增多,每个程序都是独立运行的大文件,给用户感觉极慢,因此产生了客户机/服务器模式。
2.客户机/服务器模式(client/server)
其中一台或几台较大的计算机集中进行共享数据库的管理和存取,称为服务器,而将其他的应用处理工作分散到网络中其他微机上去做,构成分布式的处理系统,服务器控制管理数据的能力己由文件管理方式上升为数据库管理方式,因此,C/S由的服务器也称为数据库服务器,注重于数据定义及存取安全后备及还原,并发控制及事务管理,执行诸如选择检索和索引排序等数据库管理功能,它有足够的能力做到把通过其处理后用户所需的那一部分数据而不是整个文件通过网络传送到客户机去,减轻了网络的传输负荷。C/S结构是数据库技术的发展和普遍应用与局域网技术发展相结合的结果。
3.对等式网络(Peer-to-Peer)
在拓扑结构上与专用Server与C/S相同。在对等式网络结构中,没有专用服务器 每一个工作站既可以起客户机作用也可以起服务器作用。
‘肆’ [计算机网络之一] 网络基础知识
协议就是计算机与计算机之间通过网络实现通信时事先达成的一种 “约定”。这种 “约定” 使那些由不同的厂商、不同的 CPU 以及不同的操作系统组成的计算机之间,只要遵循相同的协议就能够实现通信。
TCP/IP、AppleTalk(仅限苹果计算机使用)、SNA(IBM)、DECnet(DEC)、IPX/SPX(Novell)
分组交换是指将大数据分割为一个个叫做包的较小单位进行传输的方法。
ISO (International Organization for Stardards,国际标准化组织)制定了国际标准 OSI (Open System Interconnection,开放系统互联参考模型),但是没有得到普及,反而是随 Apanet 而生的 TCP/IP 协议在大学研究机构和计算机行业的推动下成为实际的业界标准。
每个分层都接收由它下一层所提供的特定服务,并且负责为自己的上一层提供特定服务。上下层之间进行交互所遵循的约定叫做 “接口” ,同一层之间交互所遵循的约定叫做 “协议” 。
协议分层参考了计算机软件中的模块化开发。
单播、广播、多播、任播。
一个地址必须明确地表示一个主体对象,在同一个通信网络中不允许有两个相同地址的通信主体存在。
有层次性的地址方便高效地找到通讯目标(eg: 快递地址国家、省市区)
MAC地址有唯一性但没有层次性。
以太网、无线、帧中继、ATM、FDDI、ISDN。
NIC(Network Interface Card,网络接口卡),计算机必须有网卡才能接入网络。
物理层面上延长网络的设备。将电缆传递过来的光电信号经过波形调整和放大之后传递给另一个电缆。
集线器 :提供多个端口的中继器。
数据链路层面连接两个网络的设备。 不同网络可能采用了不同的数据链路,数据传输的速率可能完全不一样 ,网桥会缓存一个网段传输到另一个网段的数据帧,再重新生成信号作为全新的帧转发给另一个网段(这里我理解不同数据链路帧的格式不一样,所以网桥需要缓存数据并转换位另一个数据链路中的帧格式)。
网桥的其他作用:
① 根据数据帧中的 FCS 检查数据帧是否已损坏,是则不转发;
② 自学习MAC设备来自哪些网络,并记录在地址转发表中(地址转发表记录硬件地址与网络的映射关系);
③ 过滤功能控制网络流量。
交换集线器 :每个端口都相当于一个网桥。
网络层面上连接两个网络、并对分组报文进行转发的设备。
应用场景:广域网加速器、特殊应用访问加速、防火墙。
将传输层到应用层的数据进行转发和翻译的设备。
代理服务器 :控制流量和出于安全考虑,客户端和服务端无需在网络上直接通信,而是从传输层到应用层对数据和访问进行各种控制和处理。
研发基于分组交换技术的 ARPANET,取代容灾性差的中央集中式网络。
单个网络无法解决所有通信问题,开始研究网络互连技术,出现了 TCP/IP,并首先被 BSD UNIX 采用,随之被广泛使用变得流程,所有使用 TCP/IP 协议的计算机都能利用互连网相互通信。
围绕大型计算机中心建设计算机网络,即 NSFNET(国家科学基金网),它是一个三级网络,分为主干网、地区网和校园网。这种三级计算机网络覆盖了全美主要的大学和研究所,并成为互联网中的主要组成部分。
NSFNET 逐渐被商用的互联网主干网替代,政府机构不再负责互联网的运营。用户接入互联网需要通过 ISP(Internet Service Provider:互联网服务提供商)。
IXP(Internet eXchange Point)互联网交换点 的作用是允许两个网络直接相连并交换分组,而不需要再通过第三个网络(如上图中的主干 ISP)来转发分组。
所有的互联网标准都是以 RFC 的形式在互联网上发表的,但并非所有的 RFC 文档都是互联网标准。
制定互联网的正式标准要经过以下三个阶段
(1)互联网草案
(2)建议标准
(3)互联网标准
由所有连接在互联网上的主机组成。这部分是用户直接使用的额,用来进行通信和资源共享。
由大量网络和连接这些网络的路由器组成。这部分视为边缘部分提供服务的(提供连通性和交换)。
① 电路交换的起源
② 电路交换的特点
在使用信道时,信道两端的两个用户始终占用端到端的通信资源,线路上真正传送数据的时间比例很小,传输效率很低。
③ 电路交换的步骤
建立连接 (占用通信资源)→ 通话 (一直占用通信资源)→ 释放连接 (归还通信资源)
电报通信采用基于存储转发原理的报文交换,整个报文被发送到相邻结点,存储下来,再转发到下一个结点。
① 分组交换的特点
把一个完整的报文划分为一个个分组,每个分组传送到相邻结点后,存在下来查找转发表,在转发到下一个结点。
② 分组交换的优缺点
优点:每个分组可以经过不同的路由,使得有更好的可靠性,也能充分利用网络性能。
缺点:分组控制信息有一定开销,路由器存储转发时需要排队导致产生时延,无法确保通信时端到端所需的宽带。
① 广域网 WAN(Wide Area Network) 广域网的作用范围通常为几十到几千公里,是互联网的核心,其任务是通过长距离运送主机锁发送的数据。连接广域网各结点交换机的链路一般都是高速链路,具有较大的通信量。
② 城域网 MAN(Metropolotan Area Network) 城域网的作用范围一般是一个城市,作用距离约为 5 ~ 50 km。可以为一个或几个单位所用欧,也可以是一种公用设置,用来将多个局域网进行互联。目前很多城域网采用的是以太网技术。
③ 局域网 LAN(Local Area Network) 局域网一般用微型计算机或工作站通过高速通信链路相连(速率通常在 10 Mbit/s 以上),但地理上则局限在较小的范围(如 1 km 左右)。在局域网发展的初期,一个学校或工厂往往只拥有有个局域网,但现在局域网已非常广泛地使用,学校或企业大都拥有多个互连的局域网(这样的网络常称为 校园网 或 企业网 )。
④ 个人局域网 PAN(Personal Area Network) 个人局域网就是在个人工作的地方把属于个人使用的电子设备用无线技术连接起来的网络,因此也常称为 无线个人局域网 WPAN(Wireless PAN) ,其范围很小,大约在 10 m 左右。
① 公用网(pulic network) 电信公司出资建造的大型网络。
② 专用网(private network) 某个部门为满足本单位的特殊业务工作的需要而建造的网络。这种网络不向本单位以外的人提供服务,例如,军队、铁路、银行、电力等系统均有本系统的专用网。
接入网(Access Network) ,又称为本地接入网或居民接入网。
数据的传输速率,也称为数据率或比特率,单位为 bit/s(比特每秒)(或 b/s,有时也写为 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
吞吐量表示在单位时间内通过某个网络的实际的数据量,单位同速率带宽。
时延是指数据从网络的一端传送到另一端所需的时间,网络时延由几个部分组成:
网络总时延 = 发送时延 + 传播时延 + 处理时延 + 排队时延
[误区] 光纤的传播速率实际上比铜线要慢,但是光纤的带宽却比普通的双绞线要快,这是因为光信号的抗干扰性强,并且可以通过波分复用的信道复用技术,达到一路光纤传输多路信号的效果。
时延带宽积表示信道中可以容纳多少比特。
在计算机网络中,往返时间 RTT(Round-Trip Time)是一个重要的性能指标,因为在许多情况下,互联网上的信息不仅仅单方向传输而是双向交互的。
使用卫星通信时,发送时延很短,主要消耗在来回传播时延上,即往返时间相对较长。
利用率有信道利用率和网络利用率两种。信道利用率指出某信道有百分之几的时间是被利用的(有数据通过)。完全空闲的信道的利用率为零。网络利用率则是全网络的信道利用率的加权平均值。
D0 表示网络空闲时的时延,D 表示网络当前的时延,U 表示利用率,则
U = 1 - D0/D,变形一下,有
信道利用率不是越高越好,因为信道利用率增大时,网络时延也会增加,因为排队时延增大。所以当 U 趋于 1 时,D 会趋于无限大,所以 信道或网络的利用率过高会产生非常大的时延 。
费用、质量、标准化、可靠性、可扩展性和可升级性、易于管理和维护。
① 语法,即数据与控制信息的结构或格式;
② 语义,即需要发出何种控制信息,完成何种动作以及做出何种响应;
③ 同步,即时间实现顺序的详细说明。
① 各层独立;
② 灵活性好;
③ 结构上可分割开;
④ 易于实现和维护;
⑤ 能促进标准化工作。
计算机网络的各层及其协议的集合就是网络的体系结构。
实体 :表示任何可发送或接收信息的硬件或软件进程。
协议 :协议是水平的,控制两个对等实体进行通信的规则的集合。
服务 :服务是垂直的,下层通过接口向上层提供服务。
服务访问点 :SAP(Service Access Point),同一系统中相邻两层的实体进行交互的地方。
‘伍’ 将计算机连接到网络的基本过程是什么
计算机连接到网络的基本过程是
1、确定使用的网络硬件设备。
2、用RJ-45插头的双绞线和网络集成器把计算机连接起来
3、安装网络通信协议
4、设置网络参数
(5)关于网络连接的知识有哪些扩展阅读:
网络链接技术的作用
从计算机技术诞生那天开始,网络链接就开始发挥了作用。网络链接技术的作用量大、面广,有时平行,有时交叉,有时重叠,难以全面总结。我在这里写几条具有现实意义的。
1、辐射
以点带面。互联网—-互连网—-互链网。如上网以后,不管在“地址栏”里键入那个网站的网址,就能进入该网站。又如在“收藏夹”里收藏有许多网址,想进那个网站,就进那个网站。这是小局域网与大网站的互联。
2、包容
两个网站之间的链接,新浪网首页给谷歌网留有查询窗口,搜狐网给搜狗网留有查询窗口。
3、以小控(制)大
牵一发而动全身。如一个16k大小的、后缀为“.VSP”的会声会影项目文件能启动605M大的“会声会影视频编辑软件”。
4、万能
想要宣传某一思想而发的博文,可以有意设计成通过具有链接功能的博文标题,让别人关注到博文。
5、索引
简单快捷。根据一定需要,把书刊中的主要内容或各种题名摘录下来,标明出处、页码,按一定次序分条排列,以供人查阅的资料。
6、桥
连接知识点的桥。
7、词典
网上通用。将各种具有“链接”功能的素材编制一个word文件。日积月累下来,就是一本自编自用的“词典”了!
8、网
点—-线—-网。通过互联网的网络链接,将各门各类知识网罗到我们和下一代的心中,让智慧和经验代代传承。