《计算机网络》复习整理 一 概论
一 概论
1.计算机网络的定义
计算机网络是通过通信线路和通信设备将分布在不同位置的、具有独立自治功能的计算机彼此连接起来,并配置相应的网络软件,以实现计算机之间的信息交换和资源共享。
自治:自治是指每台计算机的功能是完整的、可以独立工作。
彼此连接:指计算机之间在物理上是互联的,在逻辑上能够彼此交换信息
2.计算机网络的组成:
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通信子网和资源子网
- 通信子网是由通信线路和通信设备所构成的通信子网,通信设备包括转发器、交换机、路由器等。资源子网为计算机提供数据传输服务。
- 资源子网位于网络的边缘,资源子网中的计算机负责运行对信息进行处理的应用程序。是信息流动的源和宿。
- 将通信子网和资源子网分离开来,使得这两部分可以单独规划和管理,简化了整个网络的设计和管理。在进程局域范围内,一个单位可同时拥有通信子网和资源子网。在远程广域范围内,通信子网可以由*部门或电信运行上拥有和经营。
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计算机网络的拓扑结构指网络节点和链路之间的分布和互连形成的物理形状。
- 星形拓扑结构
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环形拓扑结构 。链路可单向,也可双向;数据在环上的传送由分布式策略控制。
缺点:任一结点或链路发生故障会导致全网故障,且故障检测和定位比较困难 -
总线拓扑结构。采用一个共享信道作为传输介质,所有结点都通过相应的硬件接口直接连到被称为总线的传输介质上。
- 共享信道:任何一个站点发送的数据信号都沿着传输介质传播,并且能被其他站点接收。
- 早期的以太网采用总线拓扑结构的网络。
- 现行的电缆因特网接入方案
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树形拓扑结构 。顶端是根结点,根节点下有分支,每个分支还可再带子分支
应用于 军事单位、*单位等上下界相当严格和层次分明的网络结构。 -
网形拓扑结构
- 广域网中得到广泛应用
- 因特网
3.计算机网络的分类:
- 网络传输介质不同: 有线网/无线网
- 传输技术不同:点对点网络/广播式网络
- 网络覆盖的范围:局域网/城域网/广域网
按照网络的覆盖范围对计算机网络进行分类是一种重要的分类方法- 网络的覆盖范围影响到:
- 网络锁采用的传输介质
- 传输技术
- 组网方式
- 管理和运营方式
- 局域网 LAN
- 常见标准:以太网和令牌环网
- 一般采用共享传输介质的广播通信技术,会有冲突问题
- 在局域网中,必须引入介质访问控制协议来解决结点对介质的争用问题
- 城域网:MAN 城域网通常被用作城市骨干网
- IEEE成立的城域网标准:IEEE 802.6
- 广域网 WAN
- 广域网的典型代表:Internet
- 网络的覆盖范围影响到:
- 传输速率不同:低速网/高速网
4.计算机网络的功能和应用:
- 通信功能
- 共享资源
- 协同处理
- 提高可靠性
- 应用示例:云计算、大数据
5.网络体系结构
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分层模型
- 思想:
将复杂问题,分解为若干个功能相对独立的子问题。不同的子问题由不同的模块单独处理,模块之间形成单向依赖关系
- 分层模型的特点
- 分层模型中,每一层实现相对独立的功能
- 各层相对简单独立
- 选择每一层功能时,应该考虑到定义国际化的协议
- 层次模型包含的层数要适当
- 层次模型的三个重要概念:(协议,服务,接口)
- 实体:计算机上能够发送和接受数据的任何事物,如进程或硬件设备
- 对等层实体(peer):通信的两台计算机中对应层的实体
- 协议(protocol):对等层实体间通信应遵循的实现约定好的规则。
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协议三要素:语法、语义和时序
- 语法,即数据与控制信息的结构和格式。
- 语义,即各种控制信息的含义,以及完成的动作和做出的响应。
- 时序,即对时间实现顺序的详细说明。
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服务是指相邻层之间下层向上层所提供的、能被上层实体直接调用的功能。
- 上层使用下层必须通过与下层交换一些命令,这些命令称为服务原语(primitive),原语可以带参数。
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服务原语可以划分为四类:请求(Request),指示(Indication),响应(Response),确认(Confirm)
- 请求(Request)——由服务用户发往服务提供者,请求完成某项工作。
- 指示(Indication)——由服务提供者发往服务用户,指示发生了某些事件。
- 响应(Response)——由服务用户发往服务提供者,作为对指示的响应。
- 确认(Confirm)——由服务提供者发往服务用户,作为对请求的确认。
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接口定义相邻层之间上层如何访问或使用下层所提供的服务。
- 层间接口处定义了服务访问点(Service Access Point,SAP) SAP是一个逻辑接口
层和协议的集合,称为网络体系结构
- 思想:
6.OSI 参考模型
- 物理层 (接口标准 电器标准)
- 功能:在物理介质上传输原始比特流
- 为“数据链路层”提供一个物理连接。
- 处理的数据:二进制比特信号,如二进制的基带信号或模拟信号。
- 处理的地址:直接面向物理端口的各个管脚,如RS-232的管脚。
- 数据链路层 (帧的开始结束 透明传输 差错校验)
- 功能:负责在两个相邻结点间的线路上,无差错地传送以==“帧”==为单位的数据
- 主要功能:成帧、差错控制、流量控制和传输管理等
- 处理的数据单元:数据帧
- 处理的地址:硬件的物理地址
- 网络层 (选择最佳路径 规划IP地址)
- 主要任务:如何把网络层的协议数据单元(分组)从源传送到目的
- 功能:
路由选择
拥塞控制
网络互连 - 处理的数据单元:分组
- 处理的地址:逻辑地址,如IP地址
- 传输层 (可靠传输,不可靠传输 流量控制 可以检查正确错误 错误的就扔掉)
- 为高层用户提供可靠的、透明的、有效的数据传输服务。UDP TCP
- 处理的数据单元:报文段。
- 处理的地址:进程标识,(TCP/UDP,端口号)
- 会话层 (可以理解为用户请求打开一个网站 就产生一个会话关掉的时候就释放一个会话 可以用来查看木马 )
- 功能:主要实现会话连接到传输连接的映射、加强会话管理等功能
- 会话Session是一种建立在传输层之上的连接,这种连接提供了一种建立连接并有序传输数据的方法。
- 处理的数据单元:报文
- 表示层 (数据传输过程中是否加密,压缩等问题 用二进制或者是ASCLL码来对数据进行编码)
- 功能:处理结点间或通信系统间信息表示方式方面的问题。
- 应用层 (计算机中能够产生流量的程序能够与用户交互)
- 应用层是开放系统互连参考模型的最高层,是用户与网络的接口,其功能是为特定类型的网络应用提供访问OSI环境的手段
- 处理的数据单元:报文
- 数据传输过程
7.TCP/IP参考模型- 应用层包含所有的高层协议
- 传输层负责在源主机和目的主机的应用程序间提供端-端的数据传输服务,使主机上的对等实体可以进行会话
- 互连层负责将报文独立地从源主机传送到目的主机,主要解决路由选择、拥塞控制和网络互连等问题
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主机至网络层,负责将相邻高层提交的IP报文封装成适合在物理网络上传输的帧格式并传输,或将从物理网络接收到的帧解封,从中取出IP报文并提交给相邻高层。
8.两种网络参考模型比较- 相同之处
- 二者都是基于独立的协议栈的概念;
- 二者都采取分层体系结构,而且各层的功能也大体相似。
- 相异之处
- OSI参考模型中清晰的定义了3个主要概念:服务、接口和协议,TCP/IP参考模型最初没有明确区分服务、接口和协议。
- 模型和协议的产生时间。
- 模型层数不同,某些层实现服务不同。
- 相同之处