計算機網絡基礎

時間 2020-06-16

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一、計算機網絡的基本概念web

1）計算機網絡：利用通訊設備和線路把地理上分散的，具備獨立功能的多臺計算機鏈接起來，並配以相應的網絡軟件，從而實現資源共享和信息交換的系統。瀏覽器

2）計算機網絡的發展安全

（1）以單計算機爲中心的聯機系統服務器

經過它能夠共享主機資源和進行信息的採集和綜合處理。網絡

將一臺計算機（主機）經過通訊線路與若干臺終端相連，終端只有顯示器和鍵盤，不能進行數據處理。負載均衡

工做原理：由單用戶獨佔一個系統發展到遠距離的分時多用戶系統，終端沒有執行指令的能力，主機將CPU的時間分紅若干個時間片，將時間片輪流地分給各終端使用，終端共享主機CPU。分佈式

（2）計算機-計算機網絡性能

分組交換技術：爲了提升傳輸效率和質量、提升傳輸的可靠性的一種適合於計算機通訊的新的交換技術。測試

分組：將用戶的數據分割成必定的長度。操作系統

分組交換：在每一個分組前面加上一個分組頭，用以指明該分組發行何處，而後交換機根據每一個分組頭裏的地址標誌，將他們沿最佳路由發往目的地。

分組交換網：進行分組交換的通訊網絡。

工做原理：分組交換網採用存儲轉發方式來傳遞數據。

存儲轉發方式：通訊子網中的各類結點收到數據後，先保存起來，而後選擇一條合適路徑轉發給下一個結點。

從邏輯結構上，計算機網絡分類：

通訊子網：由路由器、交換機、傳輸線路組成---負責數據傳輸。

資源子網：由主機、終端等組成---專門負責數據處理。

（3）體系結構標準化網絡

開放系統互聯參考模型OSI/RM，簡稱OSI。

OSI將網絡系統分爲7層 TCP/IP將網絡系統分爲4層

網絡協議主要是對信息傳輸的效率、傳輸代碼、代碼結構、傳輸控制步驟、出錯控制等做出規定並制定出標準。

Internet的發展經歷了研究網、運行網、商業網三個階段。

Internet的發展趨勢主要表如今以下方面：運營產業化、應用商業化、互聯全球化、網絡寬帶化、多業務綜合平臺化智能化。

（4）計算機網絡演變的4個階段

具備通訊功能的單機系統。

具備通訊功能的多機系統。

資源共享的計算機網絡。

網絡體系結構標準化以及Internet的高級發展。

（5）現有4大網絡：中國公用計算機互聯網、中國教育科研網、中國科技信息網、國家公用經濟信息通訊網絡（金橋工程）。

（6）網絡硬件：計算機設備、鏈接設備、終端、傳輸介質。

（7）網絡軟件：協調系統資源（網絡操做系統+網絡應用軟件）。

二、計算機網絡的功能

1）數據通訊：計算機網絡最基本的功能。

2）資源共享：

（1）資源：網絡中的全部軟件、硬件和數據。

（2）共享：網絡中一個用戶可以使用另外一個用戶計算機上的數據。

（3）組成：硬件共享、軟件共享、數據共享。

3）分佈式處理：集中管理、負載均衡。

三、計算機網絡的分類

1）按網絡的做用範圍：局域網LAN（以太網）、城域網MAN、廣域網WAN（因特網）。

2）按網絡的使用範圍：專用網、公用網。

3）按服務方式：對等網、基於客戶機/服務器模式的網絡

4）按傳播方式：廣播式網絡、點.點網絡。

5）按傳輸介質：無線網、有線網（雙膠線、光纖）。

四、網絡傳輸介質（網絡傳輸線路）

1）總括：

（1）有線介質：

同軸電纜：粗同軸電纜、細同軸電纜。

雙膠線：屏蔽雙膠線、無屏蔽雙膠線。

光纖：單模光纖、多模光纖。

（2）無線介質：

無線電波：紅外線。

微波：通訊衛星。

2）同軸電纜介質

（1）組成：內導體是硬銅線，外包一層絕緣材料，絕緣材料外是一層網狀屏蔽層，用來防止電磁干擾，屏蔽層外有一層絕緣保護外套。

（2）分類：粗同軸電纜（傳輸距離長、性能好）、細同軸電纜。

（3）應用：通常用於局域網。

3）雙膠線介質

（1）組成：雙膠線是由兩根絕緣銅導線相互扭繞而成的，成對扭繞對的做用是爲了最大限度地減小外界電磁場的干擾。

（2）分類：屏蔽雙膠線STP（外層用鋁箔包裹，造成一層屏蔽層，以下降干擾，減小輻射）、無屏蔽雙膠線UTP。

4）光纖介質

（1）組成：光纖由纖芯和包層組成。

（2）分類：單模光纖（直徑細，傳輸距離遠，採用激光來傳輸數據）、多模光纖（採用可見光來傳輸數據）。

（3）傳輸過程：

（4）優勢：體積小、重量輕；傳輸距離遠；傳輸速率高；採用光傳輸，不受電磁輻射影響，抗干擾能力強；光在傳輸過程當中不會向外泄露，安全，保密性好。

5）常見的網絡設備：中繼器、集成器（物理層，網線）、交換機（多爲數據鏈路層，網卡、網橋）、路由器（網絡層）。

五、計算機網絡的拓撲結構

1）網絡拓撲結構：指網絡中通訊線路、網絡設備和計算機相互鏈接的方法和形式。

2）總線型拓撲結構（以太網）：電纜數量少、成本低、傳輸快、易於擴充。

3）星型拓撲結構（以太網）：結構簡單、鏈接方便，管理和維護相對容易，擴展性強。

4）環形拓撲結構（令牌環網）：用一根封閉的電纜將全部的計算機鏈接起來，構成環路，信息在環上單向傳輸。

5）網絡拓撲結構（分佈式拓撲結構）（廣域網中的通訊子網、Internet）：有多餘可選擇的路徑。

6）樹型拓撲結構

六、以太網

1）工做原理：採用競爭機制解決公用總線的分配問題，該競爭方法稱爲CSMA/CD，帶有磁撞檢測的載波監聽多路訪問方法。

2）總線型以太網的特色

（1）數據傳輸過程當中可能會出現衝突。

（2）總線網的結構簡單，但故障率較高。

3）星型以太網

（1）定義：指採用集線器或交換機鏈接起來的拓撲結構爲星型的以太網，經過集線器鏈接起來的以太網也稱爲共享式以太網，經過交換機鏈接起來的以太網也稱爲交換式以太網。

（2）集線器原理：使用集線器構成的星型網實際上仍然是總線型，能夠看做是將總線網的總線密封在集線器中，每一個端口都有發送和接收數據的功能，簡單的將數據向全部其餘的端口轉發。

（3）交換機原理：根據收到的幀中包含的目的地址來決定是過濾仍是轉發，且轉發時指向指定的端口轉發。

七、局域網的組建

1）軟硬件要求

（1）硬件

計算機（服務器、工做站（客戶機））

網線（雙膠線、光纖）

網卡（網絡適配器或網絡接口卡）

集線器或交換機（用於服務器和工做站的鏈接）

（2）軟件

網絡操做系統（網絡的心臟和靈魂，用於整個網絡的管理）

應用軟件

2）局域網的建網方式

（1）對等網絡

特色：沒有專門的服務器，每臺計算機既是服務器又是工做臺。

優勢：節省一臺服務器，避免複雜的網絡管理。

缺點：網絡的安全性不高，每臺計算機既充當服務器又當工做站，會致使計算機的運行速度變慢。

（2）客戶機/服務器網絡：將共享資源集中存放在服務器上，服務器上安裝有網絡操做系統，用於對共享資源進行管理。

八、因特網（最大的計算機網絡）

1）因特網提供的主要服務

（1）WWW（萬維網）：因特網提供的信息查詢功能。因特網上，頁面之間是相互鏈接的，稱爲超級連接。

因特網中表示頁面位置的方法稱爲URL：協議.服務器名.目錄名.文件名。

協議規定了用戶端與服務器之間傳送信息的方式。

常見的有http,FTP：當經過瀏覽器從FTP服務上下載文件時，採用的是FTP（文件傳輸協議）；當經過瀏覽器查看WWW服務器上的頁面時，採用的是http（超文本傳送協議）。

（2）FTP：因特網提供的文件傳輸功能。FTP的傳輸方式分爲上傳和下載，一般FTP服務器不容許普通用戶上傳文件，用戶只有讀取的權限，沒有寫入權限。

（3）E-mail：因特網提供的電子郵件傳輸功能。發送郵件採用SMTP（簡單郵件傳送協議）；接受郵件採用POP3（郵局協議第三個版本）。

（4）網絡電話：利用IP網際協議在Internet上採用數字壓縮和包交換技術傳輸話音。

優勢：利用寬帶，提升線路的利用率。

網絡電話的類型：計算機到計算機、計算機到電話、電話到電話。

（5）遠程登陸服務

（6）信息檢索與信息發佈

（7）網絡聊天

2）因特網的工做方式

（1）Internet採用客戶/服務器方式進行工做。

採用此方式工做時涉及兩個軟件：服務器軟件（WWW服務器軟件、FTP服務器軟件、電子郵件服務器軟件）、客戶端軟件（IE）。

（2）客戶/服務器的工做過程：用戶經過客戶端軟件向服務器發出請求，服務器軟件接收後進行相應的處理，並將請求的結果返回給客戶端。

3）Internet的接入方式

（1）普通電話撥號

上網條件：普通電話線、一部調制解調器、一臺計算機。

調制解調器：內置式（插在計算機的擴展槽中）、外置式（經過通訊電纜與計算機相連）。

調制解調器的做用：當計算機發送數據時將計算機發出的數字信號轉換成適合於電話線傳輸的模擬信號；接收時將電話線上傳的模擬信號轉換成數字信號再交給計算機。

（2）ISDN撥號：綜合業務數字網「一線通」。

（3）ADSL：非對稱數字用戶線。

（4）DDN專線：覆蓋全國範圍的數字數據網。

（5）有線電視網。

（6）光纖專線。

4）TCP/IP協議：傳輸控制協議/網際協議

（1）TCP：負責接收信息包並按適當的次序放好傳送。

（2）IP：負責將消息從一個主機送到另外一個主機。

（3）主機與主機之間的溝通須要經過三個橋樑：IP地址、子網掩碼、ip路由器

（4）IP地址

在以TCP/IP協議爲通訊協議的網絡上，每臺主機都有一個惟一的地址，這個地址稱爲IP地址。

IP地址是一個32位的二進制地址。將32位的IP地址每8位一組，每組轉換成等效的十進制數字，並在每組之間加上一個圓點。

IP地址包含：

網絡號（network ID）：網絡標識碼，標識計算機所鏈接的網絡。

主機號（host ID）：主機標識碼，標識該網絡中某一臺具體的計算機

IP地址分爲ABCDE五大類，ABC類：供主機使用的IP地址，DE類：特殊用途的IP地址。

類	網絡號	主機號	W值可爲	所支持的網絡數	每一個網絡可支持的主機數	網絡類型
A	W	X.Y.Z	1-126	126	16777214	超大型網絡
B	W.X	Y.Z	128-191	16384	65534	中大型網絡
C	W.X.Y	Z	192-223	2097152	254	小型網絡
D			224-239			多點插放
E			240-254			專供實驗用

網絡號不可爲127，127用來作循環測試，以便檢測網卡與驅動程序是否正常運行。

網絡號與主機號以二進制來看不能夠所有是1，不能夠所有是0；以十進制來看不能夠是255，不能夠是0。.

（5）子網掩碼（長度爲32位）

做用：用於區分IP地址內的網絡號和主機號；用於將網絡切割成數個子網。

ABC類對應的子網掩碼

類	子網掩碼（二進制）	子網掩碼（十進制）
A	11111111 00000000 00000000 00000000	255.0.0.0
B	11111111 11111111 00000000 00000000	255.255.0.0
C	11111111 11111111 11111111 00000000	255.255.255.0