网络共享基础知识

⑴ [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。

⑵ 计算机网络基础知识

计算机网络基础知识

计算机网络它是这样定义的：存在着一个能为用户自动管理的网络操作系统。有它调用完成用户所调用的资源，而整个网络像一个大的计算机系统一样，对用户是透明的。下面是我整理的计算机网络基础知识，希望大家认真阅读!

什么是计算机网络

计算机网络，是指将地理位置不同的具有独立功能的多台计算机及其外部设备，通过通信线路连接起来，在网络操作系统，网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下，实现资源共享和信息传递的计算机系统。

简单地说，计算机网络就是通过电缆、电话线或无线通讯将两台以上的计算机互连起来的集合。

计算机网络的发展经历了面向终端的单级计算机网络、计算机网络对计算机网络和开放式标准化计算机网络三个阶段。

计算机网络通俗地讲就是由多台计算机(或其它计算机网络设备)通过传输介质和软件物理(或逻辑)连接在一起组成的。总的来说计算机网络的组成基本上包括：计算机、网络操作系统、传输介质(可以是有形的，也可以是无形的，如无线网络的传输介质就是看不见的电磁波)以及相应的应用软件四部分。

计算机网络的主要功能

计算机网络的功能要目的是实现计算机之间的资源共享、网络通信和对计算机的集中管理。除此之外还有负荷均衡、分布处理和提高系统安全与可靠性等功能。

1、资源共享

(1)硬件资源:包括各种类型的计算机、大容量存储设备、计算机外部设备，如彩色打印机、静电绘图仪等。

(2)软件资源:包括各种应用软件、工具软件、系统开发所用的支撑软件、语言处理程序、数据库管理系统等。

(3)数据资源：包括数据库文件、数据库、办公文档资料、企业生产报表等。

(4)信道资源：通信信道可以理解为电信号的传输介质。通信信道的共享是计算机网络中最重要的`共享资源之一。

2、网络通信

通信通道可以传输各种类型的信息,包括数据信息和图形、图像、声音、视频流等各种多媒体信息。

3、分布处理

把要处理的任务分散到各个计算机上运行，而不是集中在一台大型计算机上。这样，不仅可以降低软件设计的复杂性，而且还可以大大提高工作效率和降低成本。

4、集中管理

计算机在没有联网的条件下，每台计算机都是一个“信息孤岛”。在管理这些计算机时，必须分别管理。而计算机联网后，可以在某个中心位置实现对整个网络的管理。如数据库情报检索系统、交通运输部门的定票系统、军事指挥系统等。

5、均衡负荷

当网络中某台计算机的任务负荷太重时，通过网络和应用程序的控制和管理，将作业分散到网络中的其它计算机中，由多台计算机共同完成。

计算机网络的特点

1、可靠性

在一个网络系统中，当一台计算机出现故障时，可立即由系统中的另一台计算机来代替其完成所承担的任务。同样，当网络的一条链路出了故障时可选择其它的通信链路进行连接。

2、高效性

计算机网络系统摆脱了中心计算机控制结构数据传输的局限性，并且信息传递迅速，系统实时性强。网络系统中各相连的计算机能够相互传送数据信息，使相距很远的用户之间能够即时、快速、高效、直接地交换数据。

3、独立性

网络系统中各相连的计算机是相对独立的，它们之间的关系是既互相联系，又相互独立。

4、扩充性

在计算机网络系统中,人们能够很方便、灵活地接入新的计算机，从而达到扩充网络系统功能的目的。

5、廉价性

计算机网络使微机用户也能够分享到大型机的功能特性,充分体现了网络系统的“群体”优势，能节省投资和降低成本。

6、分布性

计算机网络能将分布在不同地理位置的计算机进行互连，可将大型、复杂的综合性问题实行分布式处理。

7、易操作性

对计算机网络用户而言,掌握网络使用技术比掌握大型机使用技术简单，实用性也很强。

计算机网络的结构组成

一个完整的计算机网络系统是由网络硬件和网络软件所组成的。网络硬件是计算机网络系统的物理实现,网络软件是网络系统中的技术支持。两者相互作用,共同完成网络功能。

网络硬件：一般指网络的计算机、传输介质和网络连接设备等。

网络软件：一般指网络操作系统、网络通信协议等

网络硬件的组成

1、主计算机

在一般的局域网中，主机通常被称为服务器，是为客户提供各种服务的计算机，因此对其有一定的技术指标要求，特别是主、辅存储容量及其处理速度要求较高。根据服务器在网络中所提供的服务不同,可将其划分为文件服务器、打印服务器、通信服务器、域名服务器、数据库服务器等。

2、网络工作站

除服务器外，网络上的其余计算机主要是通过执行应用程序来完成工作任务的，我们把这种计算机称为网络工作站或网络客户机，它是网络数据主要的发生场所和使用场所，用户主要是通过使用工作站来利用网络资源并完成自己作业的。

3、网络终端

是用户访问网络的界面，它可以通过主机联入网内，也可以通过通信控制处理机联入网内。

4、通信处理机

一方面作为资源子网的主机、终端连接的接口，将主机和终端连入网内;另一方面它又作为通信子网中分组存储转发结点，完成分组的接收、校验、存储和转发等功能。

5、通信线路

通信线路(链路)是为通信处理机与通信处理机、通信处理机与主机之间提供通信信道。

6、信息变换设备

对信号进行变换，包括：调制解调器、无线通信接收和发送器、用于光纤通信的编码解码器等。

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⑶ 关于网络的基础知识

网络基础知识

一.网络的定义及特点
计算机网络，就是把分布在不同地理区域的计算机与专门的外部设备用通信线路互连成一个规模大、功能强的网络系统，从而使众多的计算机可以方便地互相传递信息，共享信息资源。
一般来说，计算机网络可以提供以下一些主要功能：
* 资源共享 网络的出现使资源共享变得很简单，交流的双方可以跨越时空的障碍，随时随地传递信息。

* 信息传输与集中处理 数据是通过网络传递到服务器中，由服务器集中处理后再回送到终端。

* 负载均衡与分布处理 负载均衡同样是网络的一大特长。举个典型的例子：一个大型ICP（Internet内容提供商）为了支持更多的用户访问他的网站，在全世界多个地方放置了相同内容的WWW服务器；通过一定技巧使不同地域的用户看到放置在离他最近的服务器上的相同页面，这样来实现各服务器的负荷均衡，同时用户也省了不少冤枉路。

* 综合信息服务 网络的一大发展趋势是多维化，即在一套系统上提供集成的信息服务，包括来自政治、经济、等各方面资源，甚至同时还提供多媒体信息，如图象、语音、动画等。在多维化发展的趋势下，许多网络应用的新形式不断涌现，如：
① 电子邮件——这应该是大家都得心应手的网络交流方式之一。发邮件时收件人不一定要在网上，但他只要在以后任意时候打开邮箱，都能看到属于自己的来信。

② 网上交易——就是通过网络做生意。其中有一些是要通过网络直接结算，这就要求网络的安全性要比较高。

③ 视频点播——这是一项新兴的娱乐或学习项目，在智能小区、酒店或学校应用较多。它的形式跟电视选台有些相似，不同的是节目内容是通过网络传递的。

④ 联机会议——也称视频会议，顾名思义就是通过网络开会。它与视频点播的不同在于所有参与者都需主动向外发送图像，为实现数据、图像、声音实时同传，它对网络的处理速度提出了最高的要求。

以上对网络的功能只是略举一二，我们将在以后的篇幅中用更详尽的案例去充实大家对网络的理解。

网络的分类及组成

网络依据什么划分，又是如何组成的呢？

计算机网络的类型有很多，而且有不同的分类依据。网络按交换技术可分为：线路交换网、分组交换网；按传输技术可分为：广播网、非广播多路访问网、点到点网；按拓朴结构可分为总线型、星型、环形、树形、全网状和部分网状网络；按传输介质又可分为同轴电缆、双纽线、光纤或卫星等所连成的网络。这里我们主要讲述的是根据网络分布规模来划分的网络：局域网、城域网、广域网和网间网。

1． 局域网-LAN(Local Area Network)

将小区域内的各种通信设备互连在一起所形成的网络，覆盖范围一般局限在房间、大楼或园区内。局域网的特点是：距离短、延迟小、数据速率高、传输可靠。

目前常见的局域网类型包括：以太网（Ethernet）、令牌环网 （Token Ring）、光纤分布式数据接口（FDDI）、异步传输模式（ATM）等，它们在拓朴结构、传输介质、传输速率、数据格式等多方面都有许多不同。其中应用最广泛的当属以太网—— 一种总线结构的LAN，是目前发展最迅速、也最经济的局域网。

局域网的常用设备有：

* 网卡（NIC） 插在计算机主板插槽中，负责将用户要传递的数据转换为网络上其它设备能够识别的格式，通过网络介质传输。它的主要技术参数为带宽、总线方式、电气接口方式等。

* 集线器（Hub） 是单一总线共享式设备，提供很多网络接口，负责将网络中多个计算机连在一起。所谓共享是指集线器所有端口共用一条数据总线，因此平均每用户（端口）传递的数据量、速率等受活动用户（端口）总数量的限制。它的主要性能参数有总带宽、端口数、智能程度（是否支持网络管理）、扩展性（可否级联和堆叠）等。

* 交换机（Switch） 也称交换式集线器。它同样具备许多接口，提供多个网络节点互连。但它的性能却较共享集线器大为提高：相当于拥有多条总线，使各端口设备能独立地作数据传递而不受其它设备影响，表现在用户面前即是各端口有独立、固定的带宽。此外，交换机还具备集线器欠缺的功能，如数据过滤、网络分段、广播控制等。

* 线缆 局域网的距离扩展需要通过线缆来实现，不同的局域网有不同连接线缆，如光纤、双绞线、同轴电缆等。

2． 城域网- MAN(Metropolitan Area Network)

MAN的覆盖范围限于一个城市，目前对于市域网少有针对性的技术，一般根据实际情况通过局域网或广域网来实现。

3． 广域网-WAN(Wide Area Network)

WAN连接地理范围较大，常常是一个国家或是一个洲。其目的是为了让分布较远的各局域网互连，所以它的结构又分为末端系统（两端的用户集合）和通信系统（中间链路）两部分。通信系统是广域网的关键，它主要有以下几种：

* 公共电话网 即PSTN（Public Swithed Telephone Network），速度9600bps～28.8kbps，经压缩后最高可达115.2kbps，传输介质是普通电话线。它的特点是费用低，易于建立，且分布广泛。

* 综合业务数字网 即ISDN（Integrated Service Digital Network），也是一种拨号连接方式。低速接口为128kbps（高速可达2M），它使用ISDN线路或通过电信局在普通电话线上加装ISDN业务。ISDN为数字传输方式，具有连接迅速、传输可靠等特点，并支持对方号码识别。ISDN话费较普通电话略高，但它的双通道使其能同时支持两路独立的应用，是一项对个人或小型办公室较适合的网络接入方式。

* 专线 即Leased Line，在中国称为DDN，是一种点到点的连接方式，速度一般选择64kbps～2.048Mbps。专线的好处是数据传递有较好的保障，带宽恒定；但价格昂贵，而且点到点的结构不够灵活。

* X.25网 是一种出现较早且依然应用广泛的广域网方式，速度为9600bps～64kbps；有 冗余纠错功能，可 靠性高，但由此带来的副效应是速度慢,延迟大；

* 帧中继 即Frame Relay，是在X.25基础上发展起来的较新技术，速度一般选择为64kbps～2.048Mbps。帧中继的特点是灵活、弹性：可实现一点对 多点的连接，并且在数据量大时可超越约定速率传送数据，是一种较好的商业用户连接选择。

*异步传输模式 即ATM（Asynchronous Transfer Mode），是一种信元交换网络，最大特点的速率高、延迟小、传输质量有保障。ATM大多采用光纤作为连接介质，速率可高达上千兆（109bps），但成本也很高。

广域网与局域网的区别在于：线路通常需要付费。多数企业不可能自己架设线路，而需要租用已有链路，故广域网的大部分花费用在了这里。人们常常考虑如何优化使用带宽，将“好刀用在刀刃上”。

广域网常用设备有：
* 路由器（Router） 广域网通信过程根据地址来寻找到达目的地的路径，这个过程在广域网中称为"路由（Routing）"。路由器负责在各段广域网和局域网间根据地址建立路由，将数据送到最终目的地。
* 调制解调器（Modem） 作为末端系统和通信系统之间信号转换的设备，是广域网中必不可少的设备之一。分为同步和异步两种，分别用来与路由器的同步和异步串口相连接，同步可用于专线、帧中继、X.25等，异步用于PSTN的连接。

4． 网间网

即Internetwork，是一系列局域网和广域网的组合，因此包含的技术也是现有的局域网和广域网技术的综合。Internet便是一个当前最大也最为典型的网间网。

二.协议的定义及意义

如何定义网络协议，它有哪些意义？

协议是对网络中设备以何种方式交换信息的一系列规定的组合，它对信息交换的速率、传输代码、代码结构、传输控制步骤、出错控制等许多参数作出定义。

网络是一个相互联结的大群体，因此要想加入到这个群体中来，就不能随心所欲，任由兴之所发。就好象一个国家或一个种族拥有自己的语言，大家都必须通晓并凭借这种语言来对话一样，相互联结的网络中各个节点也需要拥有共同的“语言”，依据它所定义的规则来控制数据的传递，这种语言便是大家经常听说的 “协议”。协议是对网络中设备以何种方式交换信息的一系列规定的组合，它对信息交换的速率、传输代码、代码结构、传输控制步骤、出错控制等许多参数作出定义。

对网络始入门者来说，纷繁复杂的协议常常让人头痛不已—这些协议各起什么作用？它们之间又有什么联系？为什么有了A协议还需要补充B协议？这些问题搞不清楚，往往成为进一步学习的障碍。其实这个问题应该这样理解：是先有了各种不同语言的民族，后来随着社会的发展，才有了不同民族间交流的需求。网络也是这样，最初人们在小范围内建立网络，只需要自己作一些简单的约定，保证这一有限范围内的用户遵守就可以了；到后来网络规模越来越大，才考虑到制定更严格的规章制度即协议；而为了实现多个不同网络的互联，又会增加不少新协议作为补充，或成长为统一的新标准。

数据在网络中由源传输到目的地，需要一系列的加工处理，为了便于理解，我们这里不妨打个比喻。如果我们把数据比做巧克力：我们可以把加工巧克力的设备作为源，而把消费者的手作为目的来看看会有什么样的传输过程。巧克力厂通常会为每块巧克力外边加上一层包装，然后还会将若干巧克力装入一个巧克力盒，再把几个巧克力盒一起装入一个外包装，运输公司还会把许多箱巧克力装入一个集装箱，到达消费者所在的城市后，又会由运输商、批发商、零售商、消费者打开不同的包装层。不同层次的包装、解包装需要不同的规范和设备，计算机网络也同样有不同的封装、传输层面，为此国际标准化组织ISO于1978 年提出“开放系统互连参考模型”，即着名的OSI(Open System Interconnection)七层模型，它将是我们后续篇幅中要介绍的内容，这里先不展开论述。 网络的协议就是用作这些不同的网络层的行为规范的。网络在发展过程中形成了很多不同的协议族，每一协议族都在网络的各层对应有相应的协议，其中作为Internet规范的是ICP/IP协议族，这也是我们今天要讲的。

TCP/IP协议的定义以及层次、功能
什么是TCP/IP协议，划为几层，各有什么功能？

TCP/IP协议族包含了很多功能各异的子协议。为此我们也利用上文所述的分层的方式来剖析它的结构。TCP/IP层次模型共分为四层：应用层、传输层、网络层、数据链路层。

TCP/IP网络协议

TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol，传输控制协议/网间网协议)是目前世界上应用最为广泛的协议，它的流行与Internet的迅猛发展密切相关—TCP/IP最初是为互联网的原型ARPANET所设计的，目的是提供一整套方便实用、能应用于多种网络上的协议，事实证明TCP/IP做到了这一点，它使网络互联变得容易起来，并且使越来越多的网络加入其中，成为Internet的事实标准。

* 应用层—应用层是所有用户所面向的应用程序的统称。ICP/IP协议族在这一层面有着很多协议来支持不同的应用，许多大家所熟悉的基于Internet的应用的实现就离不开这些协议。如我们进行万维网（WWW）访问用到了HTTP协议、文件传输用FTP协议、电子邮件发送用SMTP、域名的解析用DNS协议、 远程登录用Telnet协议等等，都是属于TCP/IP应用层的；就用户而言，看到的是由一个个软件所构筑的大多为图形化的操作界面，而实际后台运行的便是上述协议。

* 传输层—这一层的的功能主要是提供应用程序间的通信，TCP/IP协议族在这一层的协议有TCP和UDP。

* 网络层—是TCP/IP协议族中非常关键的一层，主要定义了IP地址格式，从而能够使得不同应用类型的数据在Internet上通畅地传输，IP协议就是一个网络层协议。

* 网络接口层—这是TCP/IP软件的最低层，负责接收IP数据包并通过网络发送之，或者从网络上接收物理帧，抽出IP数据报，交给IP层。

1．TCP/UDP协议

TCP (Transmission Control Protocol)和UDP(User Datagram Protocol)协议属于传输层协议。其中TCP提供IP环境下的数据可靠传输，它提供的服务包括数据流传送、可靠性、有效流控、全双工操作和多路复用。通过面向连接、端到端和可靠的数据包发送。通俗说，它是事先为所发送的数据开辟出连接好的通道，然后再进行数据发送；而UDP则不为IP提供可靠性、流控或差错恢复功能。一般来说，TCP对应的是可靠性要求高的应用，而UDP对应的则是可靠性要求低、传输经济的应用。TCP支持的应用协议主要有：Telnet、FTP、SMTP等；UDP支持的应用层协议主要有：NFS（网络文件系统）、SNMP（简单网络管理协议）、DNS（主域名称系统）、TFTP（通用文件传输协议）等。

IP协议的定义、IP地址的分类及特点

什么是IP协议，IP地址如何表示，分为几类，各有什么特点？

为了便于寻址和层次化地构造网络，IP地址被分为A、B、C、D、E五类，商业应用中只用到A、B、C三类。

IP协议(Internet Protocol)又称互联网协议，是支持网间互连的数据报协议，它与TCP协议（传输控制协议）一起构成了TCP/IP协议族的核心。它提供网间连接的完善功能， 包括IP数据报规定互连网络范围内的IP地址格式。
Internet 上，为了实现连接到互联网上的结点之间的通信，必须为每个结点（入网的计算机）分配一个地址，并且应当保证这个地址是全网唯一的，这便是IP地址。
目前的IP地址（IPv4：IP第4版本）由32个二进制位表示，每8位二进制数为一个整数，中间由小数点间隔，如159.226.41.98，整个IP地址空间有4组8位二进制数，由表示主机所在的网络的地址（类似部队的编号）以及主机在该网络中的标识（如同士兵在该部队的编号）共同组成。

为了便于寻址和层次化的构造网络，IP地址被分为A、B、C、D、E五类，商业应用中只用到A、B、C三类。

* A类地址：A类地址的网络标识由第一组8位二进制数表示，网络中的主机标识占3组8位二进制数，A类地址的特点是网络标识的第一位二进制数取值必须为“0”。不难算出，A类地址允许有126个网段，每个网络大约允许有1670万台主机，通常分配给拥有大量主机的网络（如主干网）。

* B类地址：B类地址的网络标识由前两组8位二进制数表示，网络中的主机标识占两组8位二进制数，B类地址的特点是网络标识的前两位二进制数取值必须为“10”。B类地址允许有16384个网段，每个网络允许有65533台主机，适用于结点比较多的网络（如区域网）。

* C类地址：C类地址的网络标识由前3组8位二进制数表示，网络中主机标识占1组8位二进制数，C类地址的特点是网络标识的前3位二进制数取值必须为“110”。具有C类地址的网络允许有254台主机，适用于结点比较少的网络（如校园网）。

为了便于记忆，通常习惯采用4个十进制数来表示一个IP地址，十进制数之间采用句点“.”予以分隔。这种IP地址的表示方法也被称为点分十进制法。如以这种方式表示，A类网络的IP地址范围为1.0.0.1－127.255.255.254；B类网络的IP地址范围为：128.1.0.1－191.255.255.254；C类网络的IP地址范围为：192.0.1.1－223.255.255.254。
由于网络地址紧张、主机地址相对过剩，采取子网掩码的方式来指定网段号。
TCP/IP协议与低层的数据链路层和物理层无关，这也是TCP/IP的重要特点。正因为如此 ，它能广泛地支持由低两层协议构成的物理网络结构。目前已使用TCP/IP连接成洲际网、全国网与跨地区网。
三.网络发展简史

是什么促进了网络的发展？

纵观近几十年信息时代的风云变换，人们可以了解网络的发展是与计算机、尤其是个人电脑（PC）的发展密切相关的。

第一台计算机诞生于1945年，标志着人类自学会使用工具的漫长岁月中，终于拥有了可以替代人类脑力劳动的“工具”；到六、七十年代，进而衍生出计算机互连系统—严格说来还算不上真正的网络—它是IBM和Digital的中央处理系统，网络主体是一台或多台大型主机，被隔离在一个相对封闭的机房（那时人们通常称这种机房为“玻璃屋”），然后由一群身穿白大褂的工作人员小心维护；大多数网络用户面对的是一台台非智能化的终端，所有对终端的操作都将通过低速链路传递到主机去进行处理，网络的效率主要由链路的速率和主机的性能决定。这样的网络不是面向大众的，仅局限于一些专业领域，如：金融行业、研究机构等。对大多数人而言，网络是陌生的、神秘的甚至是虚无缥缈的东西。
直到八十年代PC的出现，才给网络吹来一股清新之风—相对终端而言，PC具备自己的处理引擎（CPU）和文件存贮区域（硬盘），能够装载多种应用程序，独立地完成许多工作，从而将强大的计算能力交到个人手里；相对大型主机而言，这种轻便的机器内部结构大大简化，其价格远低于大型机，并且随着批量生产和技术的迅速成熟还在不断下降，使越来越多的用户能享受到这种智能设备带来的迅速、方便、功能强大的服务。因此可以说PC的出现首先是满足了个人用户信息处理的需要。但与个人信息处理紧密相联的便是信息的交换，于是联网的需求应运而生—人们购买网络设备和连线，在自己的办公室内搭建起局域网，实现本地通讯；为了扩展网络距离，又向提供服务的电话公司租用电话线或其它线路，在城市的各个角落甚至城市之间建立起广域网；再进一步发展下去，又出现了一类专门的服务行业，可以通过主干连接将原本隔离的多个网络互联起来，构成跨越国度的网际网。在这一过程中，Internet（国际互联网）的蓬勃兴起毫无疑问地成为网络技术成长的催化剂。

Internet发展简史
Internet是如何演变的？

Internet的应用范围由最早的军事、国防，扩展到美国国内的学术机构，进而迅速覆盖了全球的各个领域，运营性质也由科研、教育为主逐渐转向商业化。

在科学研究中，经常碰到“种瓜得豆”的事情，Internet的出现也正是如此：它的原型是1969年美国国防部远景研究规划局（Advanced Research Projects Agency）为军事实验用而建立的网络，名为ARPANET，初期只有四台主机，其设计目标是当网络中的一部分因战争原因遭到破 坏时，其余部分仍能正常运行；80年代初期ARPA和美国国防部通信局研制成功用于异构网络的 TCP/IP协议并投入使用；1986年在美国国会科学基金会（National Science Foundation)的支持下，用高速通信线路把 分布在各地的一些超级计算机连接起来，以NFSNET接替ARPANET；进而又经过十几年的发展形成Internet。其应用范围也由最早的军事、国防，扩展到美国国内的学术机构，进而迅速覆盖了全球的各个领域，运营性质也由科研、教育为主逐渐转向商业化。

90年代初，中国作为第71个国家级网加入Internet，目前，Internet已经在我国开放，通过中国公用互连网络(CHINANET)或中国教育科研计算机网(CERNET)都可与Internet联通。只要有一台微机，一部调制解调器和一部国内直拨电话就能够很方便地享受到Internet的资源；这是Internet逐步"爬"入普通人家的原因之一；原因之二，友好的用户界面、丰富的信息资源、贴近生活的人情化感受使非专业的家庭用户既做到应用自如，又能大饱眼福，甚至利用它为自己的工作、学习、生活锦上添花，真正做到"足不出户，可成就天下事，潇洒作当代人"。

网络的神奇作用吸引着越来越多的用户加入其中，正因如此，网络的承受能力也面临着越来越严峻的考验—从硬件上、软件上、所用标准上......，各项技术都需要适时应势，对应发展，这正是网络迅速走向进步的催化剂。到了今天，Internet能够负担如此众多用户的参与，说明我们的网络技术已经成长到了相当成熟的地步，用户自己也能耳闻目睹不断涌现的新名词、新概念。但这还不是终结，仅仅是历史长河的一段新纪元的开始而已。

Internet的应用集锦
Internet可为我们做哪些事？

Internet如此美妙，初入门者不免好奇：它究竟可以为我们做哪些事？总的说来，Internet是一套通过网络来完成有用的通讯任务的应用程序，下面的篇幅将从应用入手，展示Internet的几项最广为流行的功能，它包括：电子邮件、WWW、文件传输、远程登 录、新闻组、信息查询等。

1．电子邮件(Email)

有了通达全球的Internet后，人们首先想到的是可以利用它来提供个人之间的通信，而且这种通信应能兼具电话的速度和邮政的可靠性等优点。这种思路生根发芽成长起来，最终得到的果实便是Email。通过它，每人都可以有自己的私有信箱，用以储存已收到但还未来得及阅读的信件，Email地址包括用户名加上主机名,并在中间用@符号隔开,如 [email protected] 。
从最初的两人之间的通信，如今的电子邮件软件能够实现更为复杂、多样的服务,包括：一对多的发信，信件的转发和回复，在信件中包含声音、图像等多媒体信息等；甚至可以做到只要有你的邮件到达，挂在你身上的BP机就嘀嘀作响发出提示；人们还可以象订购报刊杂志一样在网上订购所需的信息，通过电子邮件定期送到自己面前。

2．WWW
World Wide Web(通常被称为WWW)在中文里常被译作“万维网”，除发音相近外，也体现了其变化万千的内涵。用户借助于一个浏览器软件，在地址栏里输入所要查看的页面地址（或域名），就可以连接到该地址所指向的WWW服务器，从中查找所需的图文信息。WWW访问的感觉有些象逛大商场，既可以漫无边际地徜徉，也可以奔着一个目标前进；但不论如何，当用户最终获得想要的内容时，也许已经跨越了千山万水，故有时我们也称之为“Web冲浪”。

WWW服务器所存贮的页面内容是用HTML语言(Hyper Text Mark-up Language)书写的，它通过HTTP协议(Hyper Text Transfering Protocol)传送到用户处。
3．文件传输(FTP)

尽管电子邮件也能传送文件,但它一般用于短信息传递。Internet提供了称作FTP（File Transfer Protocol）的文件传输应用程序，使用户能发送或接收非常大的数据文件：当用户发出FTP命令，连接到FTP服务器后，可以输入命令显示服务器存贮的文件目录，或从某个目录拷贝文件，通过网络传递到自己的计算机中。
FTP服务器提供了一种验证用户权限的方法（用到用户名、密码），限制非授权用户的访问。不过,很多系统管理员为了扩大影响,打开了匿名ftp服务设置——匿名ftp允许没有注册名或口令的用户在机器上存取指定的文件，它用到的特殊用户名为“anonymous”。

4．远程登录(Remote Login)

远程登录允许用户从一台机器连接到远程的另一台机器上,并建立一个交互的登录连接。登录后，用户的每次击键都传递到远程主机，由远程主机处理后将字符回送到本地的机器中, 看起来仿佛用户直接在对这台远程主机操作一样。远程登录通常也要有效的登录帐号来接受对方主机的认证。常用的登录程序有TELNET、RLOGIN等。

5．Usenet新闻组

Usenet新闻是Internet上的讨论小组或公告牌系统(BBS)。Usenet在一套名为"新闻组"的标题下组织讨论，用户可以阅读别人发送的新闻或发表自己的文章。新闻组包括数十大类、数千组"新闻"，平均每一组每天都有成百上千条"新闻"公布出来。新闻组的介入方式也非常随便,你可以在上面高谈阔论、问问题，或者只看别人的谈论。

上面所列举的仅是Internet文化长廊中的主要内容，但绝不是全部。Internet永远是在不断发展、推陈出新的，这将是我们下一篇的内容——Internet的发展趋势。

四.Internet发展面临的问题

Internet的发展正面临哪些困境？

在上篇中我们讲述了Internet的发展简史和它的方方面面的应用。正是由于Internet的丰富多彩，才会吸引越来越多的人加入其中：对用户而言，Internet正一步步渗透到我们工作、生活的各个方面，极大地改变了长久以来形成的传统思维和生活方式；而对Internet而言，用户的积极参与使得这一全球通行的网络迅速膨胀起来，用户对它的需求也不断升级，使Internet的耐受力面临带宽的短缺、IP地址资源匮乏等严峻考验。

1．带宽的短缺

据1995年年中的估计, 有150多个国家和地区的6万多个网络同Internet联结, 入网计算机约450万台, 直接使用Internet的用户达4000万人。而到今天，Internet已经开通到全世界大多数国家和地区，几乎每隔三十分钟就有一个新的网络连入，主机数量每年翻两番，用户数量每月增长百分之十，预计到本世纪末和下世纪初, Internet将连接近亿台计算机, 达到以十亿计的用户。而对更远的将来，人们很难精确估计。不管怎么说，这些数字已足以说明Internet的危机所在：就好象一根悬挂了很多重物的钢丝绳，重量增加了，绳子就有断裂的危险；而用户在Internet上的游历实际上要走过很多根这样的“钢丝绳”，用户越多，绳子的负载越重，其中任一根不结实，都会成为瓶颈，导致网络访问的失败。因此，“钢丝绳”的加固—带宽容量的增加势在必行，从Internet主干到分支，直至最终用户的接入，都出现了许多成熟的或正在发展的链路技术来实现这项需求，我们将在后文着重介绍其中用户最为关心的几种接入技术。

2． IP地址资源的匮乏

我们曾介绍了IP地址的格式和分类，这里所指的都是现行的IPv4—它是一个32位二进制数，因此总地址容量为232，也即有数亿个左右。而按照TCP/IP协议（同很多其它协议一样）的规定，相互联接的网络中每一个节点都必须有自己独一无二的地址来作为标识，那么很显然，相对前文日益增长的用户数，现有IP地址资源已不堪重负，很快将被用光—有预测表明，以目前Internet发展速度计算，所有IPv4地址将在2005～2010年间分配完毕。
解决IP地址缺乏的办法之一是想办法延缓资源耗尽

⑷ 计算机网络技术的基础知识

计算机网络技术的基础知识

什么是网络技术?我们将地理位置不同，具有独立功能的多个计算机系统，通过通信设备和线路互相连接起来，使用功能完整的网络软件来实现网络资源共享的大系统，称为计算机网络。下面跟我一起学习了解一些计算机网络技术的基础知识。

计算机网络是什么?

这是首先必须解决的一个问题,绝对是核心概念.我们讲的计算机网络,其实就是利用通讯设备和线路将地理位置不同的、功能独立的多个计算机系统互连起来,以功能完善的网络软件(即网络通信协议、信息交换方式及网络操作系统等)实现网络中资源共享和信息传递的系统。它的功能最主要的表现在两个方面:一是实现资源共享(包括硬件资源和软件资源的共享);二是在用户之间交换信息。计算机网络的作用是:不仅使分散在网络各处的计算机能共享网上的所有资源,并且为用户提供强有力的通信手段和尽可能完善的服务,从而极大的方便用户。从网管的角度来讲,说白了就是运用技术手段实现网络间的信息传递,同时为用户提供服务。

★计算机网络由哪几个部分组成?

计算机网络通常由三个部分组成,它们是资源子网、通信子网和通信协议.所谓通信子网就是计算机网络中负责数据通信的部分;资源子网是计算机网络中面向用户的部分,负责全网络面向应用的数据处理工作;而通信双方必须共同遵守的规则和约定就称为通信协议,它的存在与否是计算机网络与一般计算机互连系统的根本区别。所以从这一点上来说,我们应该更能明白计算机网络为什么是计算机技术和通信技术发展的产物了。

★计算机网络的种类怎么划分?

现在最常见的划分方法是:按计算机网络覆盖的地理范围的大小,一般分为广域网(WAN)和局域网(LAN)(也有的划分再增加一个城域网(MAN))。顾名思义，所谓广域网无非就是地理上距离较远的网络连接形式,例如闻名的Internet网,Chinanet网就是典型的广域网。而一个局域网的范围通常不超过10公里,并且经常限于一个单一的建筑物或一组相距很近的建筑物.Novell网是目前最流行的.计算机局域网。

★计算机网络的体系结构是什么?

在计算机网络技术中,网络的体系结构指的是通信系统的整体设计,它的目的是为网络硬件、软件、协议、存取控制和拓扑提供标准.现在广泛采用的是开放系统互连OSI(Open SystemInterconnection)的参考模型,它是用物理层、数据链路层、网络层、传送层、对话层、表示层和应用层七个层次描述网络的结构.你应该注重的是,网络体系结构的优劣将直接影响总线、接口和网络的性能.而网络体系结构的要害要素恰恰就是协议和拓扑。目前最常见的网络体系结构有FDDI、以太网、令牌环网和快速以太网等。

★计算机网络的协议是什么?

刚才说过网络体系结构的要害要素之一就是网络协议。而所谓协议(Protocol)就是对数据格式和计算机之间交换数据时必须遵守的规则的正式描述，它的作用和普通话的作用如出一辙。依据网络的不同通常使用Ethernet(以太网)、NetBEUI、IPX/SPX以及TCP/IP协议。Ethernet是总线型协议中最常见的网络低层协议,安装轻易且造价便宜;而NetBEUI可以说是专为小型局域网设计的网络协议。对那些无需跨经路由器与大型主机通信的小型局域网,安装NetBEUI协议就足够了,但假如需要路由到另外的局域网,就必须安装IPX/SPX或TCP/IP协议.前者几乎成了Novell网的代名词,而后者就被闻名的Internet网所采用.非凡是TCP/IP(传输控制协议/网间协议)就是开放系统互连协议中最早的协议之一,也是目前最完全和应用最广的协议,能实现各种不同计算机平台之间的连接、交流和通信。

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