計算機網路詳解(基礎篇)1-3章(韓立剛老師)
阿新 • • 發佈:2022-11-29
1. lnternet發展
- 網路:讓部分電腦實現短距通訊(較小範圍:如實驗室)
- 網際網路:路由器連線多個網路形成網際網路,實現遠距通訊。(任意部門或單位或個體都可接入)通訊介質可以是光纖或無線訊號。
- 中國ISP:(主要移動服務提供商(ISP):聯通,電信,移動)在全國範圍部署網路線路,在主要城市建設機房(本地區的企業可以將伺服器託管),給城市和農村的網民提供internet接入 ADSL撥號上網。
- 運營商的內網直接連線效率較高,運營商和運營商之間的連線效率會降低(降低頻寬)。
- 網路的頻寬指的是你連線到本地ISP的頻寬。
- 多層級的ISP(一二三級):本地,公司,大公司。(根據服務範圍選擇ISP的層級)
2. 拓展知識:雙線機房
同時連線兩個運營商。(令同一個網站面對不同運營商的使用者時的訪問速度較為一致)實現電信使用者訪問電信線路,網通使用者訪問網通線路(不用轉換運營商線路),這樣實現電信網通均可以快速訪問 。
3.拓展知識:區域網和廣域網
區域網:內網(覆蓋範圍小)需要自己購買裝置(交換機等裝置)進行組網。
廣域網:(覆蓋範圍大)需要租用ISP鏈路。
4. internet接入技術
- 電話線 ASDL (非對稱數字線路):早期的,成本較低
- 有線電視(同軸電纜)
- 光纖 (光纖入戶):集中於網民較多的小區
- 3/4/5G:通過ISP建設的基站進行無線通訊
補充:按硬體分類:PC和伺服器; 按軟體分類:伺服器和客戶機
5. 伺服器和客戶機
- 按硬體分類:PC 和 伺服器
- 按軟體分類: 伺服器 和 客戶機
6. 匯流排型乙太網
- MAC:每臺機器有獨立的MAC地址
- 每個計算機發送資料的機會均等(多路訪問)
- 傳送前要檢測鏈路是否有正在傳遞的訊號(載波偵聽)
- 開始傳送了也要檢測是否在鏈路上發生衝突(衝突檢測)
- 帶衝突檢測的載波偵聽多路訪問技術(CSMA/CD協議)
- 使用CSMA/CD就是乙太網 就是區域網,嚴格來說,不使用就不是。
- a與b的通訊內容可以被同一區域網的其他裝置獲取
7. 集線器組建的乙太網—星型
- 集線器(Hub)
- 平分頻寬
- 不安全(a與b的通訊內容可以被同一區域網的其他裝置獲取)
- 衝突域
- MAC地址
- 使用CSMA/CD協議
8. 擴充套件乙太網
- 數量上擴充套件:(個人—集線器—集線器——...)
- 距離上擴充套件:利用光纖連線多個集線器(光電轉換)
- 網橋優化乙太網:(1)基於MAC地址轉發幀(資料),工作在資料鏈路層。 (2) 一個介面一個衝突域。衝突域增加,衝突減少。 (3) 實現幀的儲存轉發,增加了時延(需要經過網橋進行選擇是否傳遞)。 (4)不同介面可以是不同的頻寬。
9. MAC地址表的構建過程
- a傳給b資料時,網橋會學習其MAC和所處埠,同時在地址表中搜尋目標b的MAC地址和所在埠,若地址表中沒有b的地址,則向除了傳入埠外的埠廣播該資料幀,從而讓B獲得該資料幀。(埠地址是相對網橋的)實際當網絡卡驅動載入的時候,網橋便學習到了該機器的MAC地址。
- 地址表是臨時的,長時間空閒便會刪除。
10. 交換機組網
- 交換機有兩個佇列:傳送佇列和接收佇列(先來的先發,後來的儲存了再發,避免衝突)
- 埠頻寬獨享
- 比集線器安全(只給對應的地址傳送資料幀)
- 全雙工模式不再使用CSMA/CD協議:無衝突(單工通訊:電視臺、廣播電臺。半雙工通訊(集線器):不能同時收發(衝突域)。全雙工通訊(因為有兩個佇列):可以同時收發)
- 交換機的幀格式和CSMA/CD是一樣的,可以籠統地說交換機組網和乙太網是一樣的,嚴格來說並不是一樣的。
- 介面可以工作在不同速率
- 廣播幀會轉發到全部埠(可能會導致網路堵塞)
11. 衝突域和廣播域
- 交換機連線起來的所有裝置叫廣播域(路由器隔絕廣播域)
- 半雙工裝置或集線器裝置的區域叫衝突域
12. TCP/IP協議(計算機的通訊)
由FTP、SMTP、TCP、UDP、IP等協議構成的協議簇
- 每一個網路和每一臺主機都有唯一的IP地址
- 大檔案不當作整體傳送,並且每傳送一個數據,確認一次,若未確認,傳送方會將同一檔案重新發送(避免線路佔用,避免因網路原因而導致內容缺失)TCP
- 可靠傳輸:1. 分段 2.編號 3.按順序發 4.自動重發
- 檔案加上IP地址(傳送方和接收方)叫做資料包
- 資料包再加上MAC地址,叫做資料幀(不同的鏈路有不同的鏈路層協議,有著不同的幀格式)
- PPP格式(點對點傳輸)需要封裝成不同(相對乙太網)的幀格式(加一個FF)
- 由於中間的多個網橋,計算機無法知道接收方的MAC地址,但是可以知道IP地址。
- IP地址可以決定檔案從哪臺機器傳輸到哪臺機器;MAC地址可以決定資料包在傳輸過程中的轉發路徑
- **計算機通訊的過程:0. 應用程式傳送檔案 接收檔案 1. 分段進行可靠傳輸 。2.網路中的路由器為資料包選擇轉發路徑 。3. 決定資料包在資料鏈路如何轉發 不同的鏈路有不同的協議 不同的協議有不同的幀格式。(分層:TCP/IP協議(四層))
- **要把傳輸的資料變成各種訊號 光訊號 電訊號 (數字訊號 模擬訊號) 無線電波
13. 協議
- 目的:避免糾紛(雙方或多方對協議中的條款達成一致)
1. 應用層協議(雙方協議:服務端程式 接收端程式)
- 計算機通訊實質上是計算機應用程式之間的通訊
- 服務端程式 客戶端程式 需要協議·
舉例:網路計算協議v1
計算服務(甲方) 計算器(乙方)
計算器向計算服務傳送操作
只能計算加減乘除(協議限制)
伺服器向客戶端返回計算結果
若除數為零返回錯誤程式碼300
- 私有的應用層協議
- 國家標準化組織定義的開放式應用層協議
- 開放式應用層協議的作用:不同的廠家開發的服務端程式和客戶端程式能夠相互通訊,相互相容(訪問網站HTTP 傳送電子郵件SMTP 接收電子郵件POP3 域名解析DNS 檔案傳輸FTP……)
- 國際標準化組織將網際網路上常見的應用通訊使用的協議進行標準化,使得不同軟體公司開發的服務端程式和客戶端程式能偶相互通訊。
- 規範程式編寫方式。
2. 傳輸層協議(雙方協議: 傳送端 接收端)
使得網路不同的作業系統能夠實現可靠傳輸
- 實現可靠傳輸(1. 分段 2.編號 3.按順序發 4.自動重發)
- 對通訊雙方起效,與中間鏈路無關。
- 傳輸層協議就是傳輸層首部
- TCP UDP
3. 網路層協議(多方協議:傳送端 接收端 網路中的路由器)
- 網路層首部(備註如何選擇路徑)
- 讓資料包能從傳送端到接收端
- 使得網路中不同的作業系統以及不同廠家的路由器能夠轉發資料包
- IP ARP ICMP IGMP
4. 資料鏈路層協議(同一鏈路中裝置必須遵守)
- 使得同一個鏈路上的裝置能夠互相通訊
- 乙太網中的不同廠家的網絡卡都能識別乙太網幀
- 為網路層協議提供服務
5. 物理層協議
- 物理介面標準
- 編碼方式(數字訊號 模擬訊號 光訊號)
- 頻寬(10M 100M 1000M)