计算机网络技术基础知识

计算机网络技术是通信技术与计算机技术相结合的产物。计算机网络是按照网络协议，将地球上分散的、独立的计算机相互连接的集合。连接介质可以是电缆、双绞线、光纤、微波、载波或通信卫星。计算机网络具有共享硬件、软件和数据资源的功能，具有对共享数据资源集中处理及管理和维护的能力。
其核心技能是安装与维护的能力与网络应用软件的编程能力。
21世纪已进入计算机网络时代。计算机网络极大普及，计算机应用已进入更高层次，计算机网络成了计算机行业的一部分。新一代的计算机已将网络接口集成到主板上，网络功能已嵌入到操作系统之中，智能大楼的兴建已经和计算机网络布线同时、同地、同方案施工。随着通信和计算机技术紧密结合和同步发展，我国计算机网络技术飞跃发展。

1、网络协议层次的绑定- TCP/IP协议在底层只定义了网络接口层，只要底层通信网络可以把IP分组封装到帧中传输，TCP/IP协议就可以把各种底层通信网络互联起来。

网络协议层次的绑定是自下而上进行的
物理层与数据链路层，进行网络配置时由网络适配器（网卡）描述
网络协议层次中的应用层、TCP层、IP层协议包含在操作系统中2 、网络协议层次的绑定过程
1）安装网络适配器（网卡）
2）安装网络适配器驱动程序，实现物理层和链路层协议
3）指定在操作系统中采用TCP/IP协议，实现网络层、传输层、应用层协议
4）设置网络接口的IP地址、子网掩码、网关地址、DNS服务器地址
5）进入命令行工作方式，用PING命令测试本机网络协议栈是否安装成功，Ping 127.0.0.1
6）用PING命令测试本机到计算机网络中的其它节点的连通性
网络协议层次的绑定图示

3、计算机网络寻址方法- 网络寻址最终要通过执行物理地址，才能找到网络中一个节点的物理位置。
计算机网络中寻址时通过网络协议地址标识网络节点的网络接口。
网络寻址时需要进行逻辑地址（协议地址）到物理地址的转换。
Internet中的网络协议地址是IP地址，物理地址在应用时对应数据链路层协议数据单元（PDU）帧中的介质访问控制（MAC）地址。
网络协议地址由网络标识和主机标识组成，由协议地址的网络标识找到网络节点所在的网络。4、网络地址及与网络协议层次的对应
1）计算机网络中有哪些地址
计算机网络中的地址有4种，按网络协议功能考虑，分别与网络协议层次对应
2）网络中的地址及与层次的对应图示

5、路由协议与逐跳路由
（1）路由协议和路由选择
路由协议用来进行网络协议包在计算机网络中的路由选择。路由发生在网络层
（2）路由表
路由表是一个数据结构，路由表在使用时调入内存，路由表包含若干个路由表项
因特网中的节点的路由表项一般有四项内容：目的IP地址；子网掩码；下一跳位置；生命期TTL
（3)IP分组在网络中是逐跳转发的,路由器仅确定IP分组的下一跳转发路径，这类似于400米接力赛跑
5.1、逐跳路由的要点
计算机网络中IP分组的逐跳路由涉及到物理层、数据链路层和网络层
在逐跳路由过程中，在网络（IP）层，不会涉及到数据链路层的MAC地址
在数据链路层看不到封装在帧中的IP分组的IP地址
在IP分组的逐跳路由过程，源IP地址和目的IP地址一直没有改变
由于在数据链路层进行了帧的拆封，逐跳时的MAC地址一直在变化，通过ARP地址解析模块软件实现，对网络用户是透明的6、差错控制技术分类- 差错控制方法通常采用编码的方法，分为检错编码和纠错编码
按照差错控制规则，在发送端，对发送的数据信息位(k)进行处理，计算出校验码位®，校验码位放在发送的数据信息位后构成校验序列(n)，也称为码字
数据信息位和校验位一起发送
在接收端，根据同样的差错控制规则进行计算，对计算结果进行判断，确定传输是否正确7、差错检测过程- 差错控制方法分为前向纠错(FEC)和自动请求重发(ARQ)

8、网络中信道复用技术
信道的传输能力大于传输一路信号的需求
信道复用技术的分类
1）频分复用(Frequency Division Multiplexing, FDM)
2）时分复用(Time Division Multiplexing, TDM)
3）统计复用，统计复用是对时分复用的改进，也称为统计时分复用(Statistic Time Division Multiplexing, STDM)
4）波分复用(Wave Division Multiplexing, WDM)，在光纤信道上采用波分复用。WDM是FDM的一个变种，波分复用是光的频分复用
5）码分复用(Code Division Multiplexing Accese, CDMA)，CDMA的设计思想是，可以利用编码技术将多个并发的传输过程分离开，允许每个移动站任何时候都可以在整个频段范围内发送信号，允许多个信号线性叠加9、以太网技术概述
以太网技术是1975年由施乐公司研制的，用于组建局域网（LAN）
1980年9月由施乐(Xerox)、DEC、Intel三家公司成立以太网联盟，并制定出以太网规范DIX版本1，之后又进行修改，在1982年给出以太网规范DIX版本2
IEEE 802委员会用以太网规范DIX版本2为基础，在1983年制定出IEEE 802.3总线型局域网标准
1）以太网的帧格式- 以太网V2的MAC帧格式为例进行讨论，以太网MAC帧由5个字段组成

10、Intranet组网采用的技术
1）Intranet与Internet、Extranet
Intranet也称为内联网，有时也称为企业网，
Intranet是Internet的延伸和发展，Intranet通常建立在一个企业或组织的内部并为其成员提供信息的共享和交流等服务
Extranet是与Intranet相关的一个网络，Extranet也称为外联网

2）Intranet组网的三层结构
三层网络架构依次分为：核心层、汇聚层以及接入层三个层次。三层网络架构设计时的顺序是：先设计接入层，接着是设计汇聚层、最后设计核心层

3）用交换机构建Intranet的层次结构
Intranet中的三层设计多采用交换机组网，采用支持三层路由功能的交换机进行网络之间的互连

11、网络中的计算模式
1）云计算
云计算以应用为目的，通过互联网将大规模的硬件和软件按照一定的结构体系连接起来，根据应用需求的变化不断调整结构体系，建立一个内耗最小、功效最大的虚拟资源服务中心。
云计算将计算任务分布在大量计算机构成的资源池上，使各种应用系统能够根据需要获取计算力、存储空间和各种软件服务。
云（资源池）：一些可以自我维护和管理的虚拟计算资源，通常是一些大型服务器集群和宽带资源等。
私有云（专用云）：由单个客户所拥有的基础设施，该客户控制哪些应用程序在哪里运行，并且可以决定允许哪些用户使用。
公用云：由第三方运行的云，许多不同客户的作业在云内混合在一起运行。
混合云：公用云与私有云的结合。客户通过可控方式对云部分拥有，部分与他人共享。2）云计算服务层次

12、常用的网络操作系统
1．UNIX操作系统
2．Linux操作系统是遵循UNIX命令和体系结构的一个类UNIX操作系统，1990年由芬兰赫尔辛基大学一个在校大学生Linus Torvalds研制，开始是把Linux建立在一个基于PC机上运行的、小的、名为MINIX的UNIX基础之上 Linux于1991年底首次公布于众。Linux操作系统是一个完全的源代码开放、共享和免费的软件
3．Windows网络操作系统

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