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1、作者:Pan Hon glia ng僅供個人學習第1章 計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概論第1節(jié) 計算機網(wǎng)絡(luò)的起源與發(fā)展計算機網(wǎng)絡(luò)是以能夠相互共享資源的方式互聯(lián)起來的自治計算機系統(tǒng)的集合。真正意義上的計算機網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)是以美國ARPANET的建成為標志的。In ternet是在ARPANET的基礎(chǔ)上,將分布在世界各地的眾多不同規(guī)模、不同類型的計算機網(wǎng)絡(luò)連接起來而形成的大型互聯(lián)網(wǎng)絡(luò),TCP/IP是其核心的框架協(xié)議。ARPANET的貢獻主要體現(xiàn)在以下幾個方面:(1)完成了對計算機網(wǎng)絡(luò)諤諤定義和分類方法的研究。(2)提出了資源子網(wǎng)和通信子網(wǎng)的結(jié)構(gòu)概念。(3)提出并實現(xiàn)了分組交換技術(shù)。(4)采用了層次結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)
2、和研究方法。(5)促進了 TCP/IP模型的研究和應(yīng)用。(6) 為In ternet的形成和發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。第2節(jié)計算機網(wǎng)絡(luò)的分類根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍,計算機網(wǎng)絡(luò)可以分為局域網(wǎng)、城域網(wǎng)、廣域網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)。與局域網(wǎng)的共享方式不同,廣域網(wǎng)采用交換技術(shù),通過若干相互連接的交換節(jié)點(稱之為通 信子網(wǎng)),將分布在各地的主機或局域網(wǎng)連接起來。將世界各地的局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)通過一定的方式連接起來,使得海量的信息能在更廣闊的范圍傳播,就構(gòu)成了互聯(lián)網(wǎng)。計算機網(wǎng)絡(luò)按照傳輸介質(zhì)的類型可以分為有線網(wǎng)絡(luò)和無線網(wǎng)絡(luò)兩種。有線網(wǎng)絡(luò)的傳輸介質(zhì)主要包括雙絞線、同軸電纜和光纖等。目前常見的無線網(wǎng)有無線局域網(wǎng)、移動通信網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)等。計算機
3、網(wǎng)絡(luò)按照其所有權(quán)性質(zhì)的不同,可以分為公用網(wǎng)和專用網(wǎng)。按照網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)的分類,計算機網(wǎng)絡(luò)可分為:(1)總線型網(wǎng)絡(luò)。(2)環(huán)形網(wǎng)絡(luò)。(3)星形網(wǎng)絡(luò)。(4)樹形網(wǎng)絡(luò)。(5)網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)。從邏輯功能上將,計算機網(wǎng)絡(luò)可以分為兩部分:通信子網(wǎng)和資源子網(wǎng)。按照在網(wǎng)絡(luò)中傳輸數(shù)據(jù)所采用的不同技術(shù),計算機網(wǎng)絡(luò)可以分為廣播式網(wǎng)絡(luò)和點對點網(wǎng)絡(luò)?;赥CP/IP的In ternet屬于點對點式網(wǎng)絡(luò)。第3節(jié)計算機網(wǎng)絡(luò)的硬件和軟件設(shè)備根據(jù)設(shè)備的物理性質(zhì),計算機網(wǎng)絡(luò)可以分為硬件設(shè)備和軟件設(shè)備。硬件設(shè)備主要包括計算機、服務(wù)器、交換機、路由器和通信介質(zhì)等。軟件設(shè)備主要包括各種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序等。根據(jù)設(shè)備在計算機網(wǎng)絡(luò)中
4、邏輯位置的不同,計算機網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可以分為終端設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)中間設(shè)備。將主要提供信息和資源服務(wù)通常將主要從網(wǎng)絡(luò)中獲取信息和服務(wù)的終端計算機稱為客戶機, 的終端計算機稱為服務(wù)器。交換機(switch)是某種交換式網(wǎng)絡(luò)(如目前使用最為廣泛的以太網(wǎng))內(nèi)部的一種核心裝置,負責網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部數(shù)據(jù)的調(diào)度和轉(zhuǎn)發(fā),從而實現(xiàn)有效的數(shù)據(jù)通信。路由器(router)是連接IP網(wǎng)絡(luò)中不同類型的網(wǎng)絡(luò),為不同格式的數(shù)據(jù)分組選擇合適的通信路徑并轉(zhuǎn)發(fā)的網(wǎng)絡(luò)中間設(shè)備。路由器與交換機的最大不同在于交換機是實現(xiàn)某種網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部數(shù)據(jù)的存儲轉(zhuǎn)發(fā),而路由器是在不同網(wǎng)絡(luò)之間實現(xiàn)數(shù)據(jù)的路由和中轉(zhuǎn)。為進行網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)通信而制定的規(guī)則、標準和約定稱為網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,簡稱
5、協(xié)議。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的基本要素:(1)語法:規(guī)定數(shù)據(jù)與控制信息的分組結(jié)構(gòu)或格式。(2)語義:規(guī)定進行通信需要發(fā)出的控制信息、完成的操作動作和響應(yīng)。(3) 同步:網(wǎng)絡(luò)事件實現(xiàn)順序的詳細說明。常用的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議有 TCP、IP、UDP和IEEE 802系列協(xié)議等。第4節(jié)計算機網(wǎng)絡(luò)的性能指標計算機網(wǎng)絡(luò)的性能指標:(1)定量的性能指標。主要包括速率、帶寬、端到端延遲和吞吐量。(2) 非定量的性能指標。主要包括Qos、可靠性、可擴展性、安全性、標準化和成本。 速率描述的是計算機網(wǎng)絡(luò)中數(shù)字信息傳遞的快慢情況。計算機網(wǎng)絡(luò)中的速率可以分為發(fā)送速率和傳輸速率。發(fā)送速率是指在終端或者網(wǎng)絡(luò)中間節(jié)點,計算機設(shè)備每秒向網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送
6、多少比特數(shù)據(jù),其反映的主要是網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的性能。傳輸速率是指數(shù)據(jù)信號在傳輸線路上每秒能傳播多少千米,其單位為千米每秒,反映的主要是信號及信道的性能。對于模擬通信系統(tǒng),帶寬包括兩個概念,即信道帶寬和信號傳輸帶寬。對于數(shù)字通信系統(tǒng),特別是在計算機網(wǎng)絡(luò)中,網(wǎng)絡(luò)的帶寬通常是用來表示通信線路所能傳送 數(shù)據(jù)的能力,即單位時間內(nèi)從網(wǎng)絡(luò)中的某一點到另一點所能通過的最高數(shù)據(jù)量,單位為比特每秒(bit/s )。端到端延遲簡稱延遲,表示一個數(shù)據(jù)分組從網(wǎng)絡(luò)中的一個端點到達另一個斷電所話費的時間。 吞吐量表示在單位時間內(nèi)通過某個網(wǎng)絡(luò)(或信道、接口)的數(shù)據(jù)量。Qos (服務(wù)質(zhì)量)是指一個網(wǎng)絡(luò)能夠利用各種基礎(chǔ)技術(shù),為制定的網(wǎng)絡(luò)
7、通信提供更好的服務(wù) 能力,是網(wǎng)絡(luò)自身預(yù)防擁塞和從擁塞中恢復(fù)的一種安全機制。第5節(jié)計算機網(wǎng)絡(luò)的功能和應(yīng)用計算機網(wǎng)絡(luò)的功能:(1)實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信。(2)提供資源共享。(3)提高計算機系統(tǒng)的可靠性。(4)進行分布式處理。(5)對分散對象提供集中控制與管理。計算機網(wǎng)絡(luò)最基本的功能就是提供數(shù)據(jù)通信服務(wù)。第6節(jié)計算機網(wǎng)絡(luò)的標準化組織在計算機網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域,主要的標準制定機構(gòu)有:(1)國際標準化組織(ISO)。(2)國際電信聯(lián)盟(ITU).(3)美國電子工業(yè)協(xié)會(EIA )。(4)電氣和電子工程師協(xié)會(IEEE )。國際標準化組織(ISO)是一個全球性的非政府組織,總部設(shè)在瑞士日內(nèi)瓦,其任務(wù)是推動各個行業(yè)的國際標準
8、化活動。IEEE在計算機網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域最大的成果是制定了局域網(wǎng)技術(shù)的一系列標準,稱為IEEE802系列標準。第2章數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)第i節(jié) 數(shù)據(jù)通信的基本概念計算機網(wǎng)絡(luò)是計算機技術(shù)與數(shù)據(jù)通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。數(shù)據(jù)通信技術(shù)負責計算機網(wǎng)絡(luò)信息傳遞與共享的物理實現(xiàn),在很大程度上影響或決定著計算機網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模和效率。能夠?qū)崿F(xiàn)通信功能的各種技術(shù)、設(shè)備和方法的總體,稱為通信系統(tǒng)。任何一種通信系統(tǒng)的核心都應(yīng)該包括信源、發(fā)送設(shè)備、傳輸媒介、接受設(shè)備和信宿5個部分。通信系統(tǒng)可以分為模擬通信系統(tǒng)和數(shù)字通信系統(tǒng)兩大類,其區(qū)別在于信道中傳輸?shù)氖悄M信號還是數(shù)字信號。數(shù)字通信系統(tǒng)是指信道中傳輸?shù)男盘柺请x散的數(shù)字信號。數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)是指
9、在信源和信宿端處理的是二進制數(shù)據(jù),在信道中傳輸?shù)男盘柤瓤梢允悄M信號,也可以是數(shù)字信號。第2節(jié)數(shù)據(jù)傳輸方式按數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆较?,?shù)據(jù)傳輸方式可分為:(1)單向通信。單向通信又稱單工通信,即任何時間都只能有一個方向的通信,而 沒有反方向的交互。無線電廣播就屬于這種類型。(2)雙向交替通信。雙向交替通信又稱半雙工通信, 即通信的雙方都可以發(fā)送信息, 但不能雙方同時發(fā)送(或同時接收),這種通信方式往往是一方發(fā)送另一方接收, 如無線對講機系統(tǒng)。(3)雙向同時通信。雙向同時通信又稱全雙工通信,即通信雙方可以同時發(fā)送和接收信息,電話網(wǎng)、計算機網(wǎng)絡(luò)等均屬于全雙工通信系統(tǒng)。計算機所能識別和處理的是以字節(jié)(Byte
10、)為最小單位的二進制數(shù)據(jù),1個字節(jié)由8位(bit)二進制數(shù)構(gòu)成。按二進制數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r空順序,數(shù)據(jù)傳輸方式分為并行通信和串行通信。并行通信是為一個字節(jié)的每一個bit (位)都設(shè)置一個傳輸通道,全部bit (位)同時進行傳送。串行通信只為信息傳輸設(shè)置一條通道,數(shù)據(jù)的一個字節(jié)中每一個bit (位)依次在這條通道上傳輸。在計算機設(shè)備中常用的 RS-232接口和USB姐都就屬于串行通信的接口方式。數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中的計算機作為信源所發(fā)出的原始數(shù)據(jù)信號稱為基本頻帶信號,即用固定的高低電平來表示二進制數(shù)字 1或0,簡稱基帶信號。以太網(wǎng)、令牌環(huán)網(wǎng)等計算機局域網(wǎng)絡(luò)均采用基帶傳輸。對于數(shù)字基帶信號,調(diào)制的基本方法有調(diào)
11、幅(AM )、調(diào)頻(FM )和調(diào)相(PM)。第3節(jié)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的性能衡量一個通信系統(tǒng)的好壞有許多指標,包括有效性、可靠性、適應(yīng)性、經(jīng)濟性、和可維護性等。用來衡量數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)有效性的指標主要有帶寬、碼元速率、信息速率、和頻帶利用率。用來衡量數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)可靠性的指標主要是信噪比和誤碼率。碼元速率Rb,又稱波特率。在數(shù)字系統(tǒng)中,通常用時間間隔相同的符號來表示一個離散值,這樣的時間間隔內(nèi)的信號稱為碼元,而時間間隔稱為碼元長度。波特率表示的就是每秒傳送的碼元數(shù)目,單位為波特,若碼元長度為T ( s)貝y: Rb=1/t信息速率Rb,又稱比特率,表示每秒傳送的二進制比特數(shù),單位為比特/秒 ( bit/s)
12、。每個,碼元可能含有若干比特,通常規(guī)定一個二進制碼元含1bit的信息量,則一個似禁止碼元攜帶2bit的信息量,一個 M進制碼元攜帶log2M比特的信息量。因此,比特率、波特率、和 信號進制M之間有如下的換算關(guān)系:Rb=Rblog2m人們使用頻帶利用率來描述系統(tǒng)的通信有效性,定義為每赫茲內(nèi)所實現(xiàn)的傳輸速率,即:數(shù)字通信系統(tǒng)的可靠性常用誤碼率或誤信率來表示,誤碼率是指接收到的錯誤碼元數(shù)在所傳輸?shù)目偞a元數(shù)中所占的比例;而誤信率是指接收到的錯誤比特數(shù)在所傳輸?shù)目偙忍財?shù)中所占的比例。如果傳輸碼元總數(shù)為N,發(fā)送錯誤的碼元數(shù)為 Ne,則碼元率為:第4節(jié)傳輸信道信道是通信系統(tǒng)中連接發(fā)送端與接收端的通信設(shè)備,實
13、現(xiàn)從發(fā)送端到接收端的信號傳送。有線信道使用的傳輸介質(zhì)包括架空明線、雙絞線、同軸電纜和光纖等。架空明線是指平行且相互分離或絕緣的架空落線線路,通常采用銅線或鋁線等金屬導(dǎo)線。雙絞線主要用于基帶傳輸。按照光纖內(nèi)光波傳輸模式的不同,光纖可以分為多模光纖和單模光纖兩類。無線信道利用電磁波在空間的傳輸來傳輸信號。根據(jù)電磁波頻率、通信距離與位置的不同,電磁波的傳播又可以分為視線傳播、地波與天波(或稱電離層反射波)3種。第5節(jié) 數(shù)據(jù)通信中的編碼計算機中存儲、處理和輸入 /輸出的是用0和1表示的二進制數(shù)據(jù)。根據(jù)將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為模擬信號還是數(shù)字信號,數(shù)據(jù)編碼的方法可以分為模擬數(shù)據(jù)編碼和數(shù)字數(shù)據(jù)編碼。能夠?qū)崿F(xiàn)調(diào)制和解調(diào)
14、功能的設(shè)備稱為調(diào)制解調(diào)器。通常把能在模擬信道中傳輸?shù)哪M信號稱為載波,其一般表示形式為:y(t)=As in (wt+)其中,A是模擬信號的振幅,w是模擬信號的頻率,是模擬信號的初始相位。調(diào)制的基本思想:調(diào)制的基本思想是通過載波信號的振幅、頻率和初始相位這3個參數(shù)的變化來表示 0和1兩種符號,從而實現(xiàn)將數(shù)字信號變換為模擬信號。數(shù)字數(shù)據(jù)編碼是將原始的二進制數(shù)據(jù)變換成數(shù)字脈沖序列從而實現(xiàn)基帶傳輸?shù)姆椒āT诨鶐鬏斨?,?shù)字數(shù)據(jù)編碼所使用的信號碼型有很多種,比較常見的是利用矩形脈沖信號的幅值編碼二進制數(shù)字數(shù)據(jù),包括單極不歸零碼(NAZ )、雙極不歸零碼、單極歸零碼(RZ)、雙極歸零碼、差分碼、雙相碼和
15、多元碼等。將模擬信號變換成數(shù)字洗好進行傳輸,需要經(jīng)過的步驟:(1)將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(A/D轉(zhuǎn)換)。(2)將數(shù)字信號基帶傳輸或調(diào)制傳輸。(3)將數(shù)字信號還原成模擬信號(D/A轉(zhuǎn)換)。在語音通信中,通常采用 8位的PCM編碼就能保證滿意的通信質(zhì)量。第6節(jié)復(fù)用技術(shù)目前,數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中使用的多路復(fù)用技術(shù)主要有時分復(fù)用、頻分復(fù)用、波分復(fù)用和馬分復(fù)用等。頻分多路復(fù)用(FDM )簡稱頻分復(fù)用,是頻域劃分制,即在頻域內(nèi)將信道帶寬劃分多個自信到,并利用載波調(diào)制技術(shù), 將原始信號調(diào)制到對應(yīng)某個子信道的載波信號上,使得同時傳輸?shù)亩嗦沸盘栐谡麄€物理信道帶寬允許的范圍內(nèi)頻譜不重疊,從而公用一個信道。頻分多路復(fù)用
16、的主要優(yōu)點是分路方便。時分多路復(fù)用(TDM )簡稱時分復(fù)用,是一種時域劃分,即將通信信道的傳輸信號在時域內(nèi)劃分為多個等長的時隙, 每路信號占溢洪不同的時隙,在時域上還不重疊,是多路信號何用單一的通信信道,從而實現(xiàn)信道合用。時分多路復(fù)用可以分為同步時分多路復(fù)用(STDM )和一步十分多路復(fù)用(ATDM )兩種。比較典型的TDM是時分制多路電話通信系統(tǒng)。波分多路復(fù)用(WDM )簡稱波分復(fù)用,廣泛應(yīng)用與光纖通信中,其實質(zhì)是一種頻分多路復(fù) 用。第7節(jié)差錯控制技術(shù)典型的差錯控制方式包括檢錯重發(fā)、前向糾錯、反饋校驗和檢錯丟棄4中基本方式。香農(nóng)信道編碼定力是數(shù)據(jù)通信差錯控制的理論基礎(chǔ)。差錯編碼的分類:(1)
17、按照差錯編碼的檢錯/糾錯能力劃分,差錯編碼可以分為檢錯碼和糾錯碼。(2)按照數(shù)據(jù)信息與差錯編碼榮譽信息之間的構(gòu)成關(guān)系,差錯編碼可以分為線性碼和非 線性碼。(3)按照差錯編碼榮譽信息與數(shù)據(jù)信息分組映射關(guān)系換份,差錯編碼可以分為分組碼和卷積碼。(4)按照數(shù)據(jù)信息在編碼后是否發(fā)生變化劃分,差錯編碼可以分為系統(tǒng)碼和非系統(tǒng)碼。(5) 按照差錯編碼檢錯/糾錯類型的不同劃分,差錯編碼可以分為隨機錯誤檢測 /糾正碼和 突發(fā)錯誤檢測糾正碼。第8節(jié)交換技術(shù)數(shù)據(jù)通信的根本目的是在發(fā)送端和接收端之間實現(xiàn)相互的數(shù)據(jù)傳輸和信息交換。常見的數(shù)據(jù)交換方式有:電路交換方式和存儲一轉(zhuǎn)發(fā)方式兩大類,其中存儲一轉(zhuǎn)發(fā)方式又可以分為豹紋
18、交換和分組交換兩種方式。利用電路交換進行通信包括建立電路、傳輸數(shù)據(jù)和拆除電路3個階段。報文交換不需要建立連接。20實際40年代的電報通信中,采用的就是基于存儲一轉(zhuǎn)發(fā)原理的報文交換。在使用分組作為數(shù)據(jù)傳輸單位的基礎(chǔ)上,分組交換方式還可以分為兩種類型:數(shù)據(jù)報分組交換和虛電路分組交換。使用虛電路分組交換的網(wǎng)絡(luò)包括 X.25、幀中繼和一步傳輸模式(ATM )等數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)。第3章網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和體系結(jié)構(gòu)第i節(jié)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和體系結(jié)構(gòu)概述通信雙方必須遵守的規(guī)則和約定稱為協(xié)議或規(guī)程協(xié)議的要素包括語法、語義和時序關(guān)系分層的核心思路是上一層的功能建立在下一層的功能基礎(chǔ)上,并且在每一層內(nèi)均要遵守一定的通信規(guī)則在計算機網(wǎng)絡(luò)中
19、,按照分層的思想進行研究的好處:(i)各層次之間可相互獨立(2)有較強的靈活性,便于實現(xiàn)和維護(3)分層的思想有利于標準化。層次和協(xié)議的集合構(gòu)成了網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)。第2節(jié) OSI參考模型OSI參考模型采用分層結(jié)構(gòu)化技術(shù),將整個網(wǎng)絡(luò)的通信功能分為 7層,由低層至高層分別是物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、會話層、表示層和應(yīng)用層。OSI參考模型的物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層稱為結(jié)點到結(jié)點層,傳輸層、會話層、表示層 和應(yīng)用層稱為端到端層。物理層的主要功能是在傳輸介質(zhì)上實現(xiàn)無機構(gòu)比特流傳輸。數(shù)據(jù)鏈路層的主要功能是實現(xiàn)在相鄰結(jié)點之間的數(shù)據(jù)可靠而有效地傳輸。網(wǎng)絡(luò)層的主要功能是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)與路由。傳輸層的功能主要
20、包括復(fù)用 /解復(fù)用(區(qū)分發(fā)送和接收主機上的進程)、端到端的可靠數(shù)據(jù)傳輸、連接控制、流量控制和擁塞控制機制等。會話層的主要功能是:在建立會話時核實雙方身份是否有權(quán)參加會話;確定何方支付費用; 雙方在各種選擇功能方面(如全雙工還是半雙工通信)取得一直;在會話建立以后,需要對進程間的對話進行管理與控制。表示層主要用于處理應(yīng)用實體間交換數(shù)據(jù)的語法,其目的是解決格式和數(shù)據(jù)表示的差別,從而為應(yīng)用層提供一個一致的數(shù)據(jù)格式,從而使字符、格式等有差異的設(shè)備之間相互通信。應(yīng)用層與提供給用戶的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)相關(guān),這些服務(wù)非常豐富,包括文件傳送、電子郵件和P2P應(yīng)用等。在分層的體系結(jié)構(gòu)中, 下層想上層提供服務(wù)通常有兩種形式
21、:面向連接的服務(wù)和無連接的服務(wù)。第3節(jié) TCP/IP參考模型TCP/IP參考模型包括4層,即應(yīng)用層、傳輸層、網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)層和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)層。TCP/IP參考模型將OSI參考模型中的會話層和表示層的功能合并到了應(yīng)用層來實現(xiàn)。 網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)層是整個 TCP/IP參考模型的核心,主要解決把數(shù)據(jù)分組發(fā)往目的網(wǎng)絡(luò)或主機的問 題。OSI參考模型與TCP/IP參考模型的區(qū)別:(1) 層次劃分的不同。OSI參考模型將網(wǎng)絡(luò)劃分為 7層,而TCP/IP參考模型只有4層。 兩者都有網(wǎng)絡(luò)層(互聯(lián)層)、傳輸層和應(yīng)用層,TCP/IP中沒有表示層和會話層,而 且將OSI模型中物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的功能合并起來放到了網(wǎng)絡(luò)接口層進行描述。(
22、2) 面向連接的和面向無連接的通信的不同。OSI參考模型在網(wǎng)絡(luò)層支持面向連接的面向無連接的通信,在傳輸層僅有面向連接的通信;而TCP/IP模型在網(wǎng)絡(luò)層僅有面向無連接的通信,但在傳輸層支持兩種方式,給用戶提供選擇的機會。(3)與具體協(xié)議的配合程度。OSI參考模型產(chǎn)生在具體協(xié)議發(fā)明之前,并沒有偏向某種特定的協(xié)議,因此具有很好的通用性, 但由于設(shè)計者之前沒有實際的協(xié)議設(shè)計經(jīng)驗, 因此很多功能不知道該放置在哪一層。而TCP/IP模型是先有的TCP、IP等具體協(xié)議,再在這些協(xié)議基礎(chǔ)上建立的參考模型,因此對協(xié)議配合得很好。第四節(jié) TCP和UDPTCP/IP參考模型是in ternet的基礎(chǔ)框架,其中包含的
23、主要協(xié)議有網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)層的網(wǎng)絡(luò)互連協(xié)議(IP),傳輸層的傳輸控制協(xié)議(TCP)和用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議(UDP),以及應(yīng)用層的域名系統(tǒng)(DNS )、超文本傳輸協(xié)議(HTTP )和文件傳輸協(xié)議(FTP)等。TCP/IP中規(guī)定了兩種不同的傳輸層協(xié)議:面向連接的傳輸控制協(xié)議(TCP)和無連接的用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議(UDP).在TCP/IP中,是通過“ IP地址+端口號”來唯一標識通信中的斷電,其中,IP地址用于標識網(wǎng)絡(luò)中的主機,而端口號用于標識是哪一個服務(wù)或應(yīng)用進程。端口號是一個16位的二進制整數(shù)。傳輸層提供無連接與面向連接兩類服務(wù)。UDP是一個無連接協(xié)議。TCP (傳輸控制協(xié)議)是一種面向連接的、可靠的、基于字節(jié)流
24、的傳輸層通信協(xié)議。TCP連接管理包括連接建立、數(shù)據(jù)傳輸和連接拆除3個階段。流量控制是TCP的重要功能,流量控制的目的是使發(fā)送端的數(shù)據(jù)發(fā)送速率不要太快,確保 接收端能夠來得及接受,即接收端的數(shù)據(jù)緩存不會溢出。第4章局域網(wǎng)技術(shù)第一節(jié)局域網(wǎng)概述局域網(wǎng)的研究開始于 20世紀70年代初。為了解決局域網(wǎng)技術(shù)標準化的問題,美國電氣和電子工程師協(xié)會(IEEE )在1980年成立了局域網(wǎng)標準委員會,簡稱IEEE802委員會,專門從事局域網(wǎng)標準化工作,其制定的相關(guān)標準也以IEEE802來命名。IEEE802委員會為局域網(wǎng)制定了一系列標準,并且根據(jù)技術(shù)的發(fā)展不端地更新,主要標準及任務(wù)如下表所示。第2節(jié)以太網(wǎng)技術(shù)以太
25、網(wǎng)的技術(shù)規(guī)范主要包括:拓撲結(jié)構(gòu)、傳輸介質(zhì)、介質(zhì)訪問方式、傳輸速率、最多工作站數(shù)和最遠傳輸距離等。以太網(wǎng)中采用載波監(jiān)聽多路訪問 /沖突檢測(CSMA/CD )作為介質(zhì)控制訪問方法。IEEE802委員會為局域網(wǎng)設(shè)定了一套表示規(guī)則,即用一個48bit( 6B)二進制數(shù)作為局域網(wǎng)的全球地址,表示每一塊局域網(wǎng)適配器 (網(wǎng)卡)。這個地址在適配器生產(chǎn)時就固化在其ROM中,稱為局域網(wǎng)適配器的物理地址或MAC地址。在以太網(wǎng)的MAC層,數(shù)據(jù)是以幀的形式存在的。粗纜以太網(wǎng)10base-5的含義:(1) 10表示信號在電纜上的傳輸速率是10Mbit/s。(2)Base表示電纜上傳輸?shù)男盘柺腔鶐盘?。?) 5表示每一
26、段電纜的最大長度為500m。(4) 當實踐網(wǎng)絡(luò)跨度超過 500m時,需要采用中繼器(repeater)將信號放大并整形后轉(zhuǎn)發(fā) 出去。細纜以太網(wǎng)(10base-2)采用0.2in (英寸)的50Q同軸電纜作為傳輸介質(zhì),數(shù)據(jù)傳輸速率 為10Mbit/s,采用網(wǎng)卡和T形連接器將站點與同軸電纜相連。雙絞線以太網(wǎng)(10Base-t)采用非屏蔽的雙絞線(UTP )作為傳輸介質(zhì),數(shù)據(jù)傳輸速率為10Mbit/ 是,支持以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)化方式和集線器(Hub)設(shè)備。物理層擴展使用的設(shè)備主要有中繼器(Repeater)和集線器(Hub )。數(shù)據(jù)鏈路層擴展使用的設(shè)備主要有網(wǎng)橋(Bridge)和交換機(Switch )。中
27、繼器是一種最簡單、廉價的以太網(wǎng)擴展設(shè)備,常用于連接兩個以太網(wǎng)網(wǎng)段,對衰減的洗好進行放大,保持與原數(shù)據(jù)相同。集線器是一種特俗形式的中繼器,其基本工作原始對物理信號進行放大和轉(zhuǎn)發(fā),它位于某個以太網(wǎng)網(wǎng)段的中心,具有多個物理接口,每個接口可以連接主機或者其他以太網(wǎng)網(wǎng)段。網(wǎng)橋是工作在數(shù)據(jù)鏈路層的以太網(wǎng)擴展設(shè)備,通常用于連接少量的以太網(wǎng)網(wǎng)段(網(wǎng)橋一般設(shè)有24個接口),它根據(jù)MAC幀中的額目的地址對收到的幀盡心轉(zhuǎn)發(fā)和過濾。以太網(wǎng)交換機是工作在數(shù)據(jù)鏈路層的以太網(wǎng)擴展設(shè)備,也被稱為第二次交換機,其實質(zhì)是一種多接口的網(wǎng)橋,通常都有幾十個以上的接口。第3節(jié)虛擬局域網(wǎng)(VLAN )虛擬局域網(wǎng) Virtual LAN
28、(VLAN )是由一些局域網(wǎng)網(wǎng)段構(gòu)成的與物理位置無關(guān)的邏輯組, 而這些共同的需求。虛擬局域網(wǎng)傳輸數(shù)據(jù)的基本原理:虛擬局域網(wǎng)傳輸數(shù)據(jù)的基本原理是:在虛擬局域網(wǎng)中的每一個主機都可以收到同一個虛擬局域網(wǎng)內(nèi)的其他主機所發(fā)出的廣播;當一個主機向虛擬局域網(wǎng)內(nèi)的其他主機發(fā)送數(shù)據(jù)時,該虛擬局域網(wǎng)外的其他主機不會收到其所發(fā)的廣播信息。這樣的工作機制可以限制接收廣播信息的竹技術(shù),從而是局域網(wǎng)不會因為傳播過多的廣播信息而引起性能的惡化,即通常所說的“抑制廣播風暴”。虛擬局域網(wǎng)的設(shè)置是在以太網(wǎng)交換機上,通過軟件方式實現(xiàn)的。第4節(jié)無線局域網(wǎng)(WLAN )無線局域網(wǎng)更具結(jié)構(gòu)可以分為兩大類:有固定基礎(chǔ)設(shè)施的無線局域網(wǎng)和無固
29、定基礎(chǔ)設(shè)施的局域網(wǎng)。有固定基礎(chǔ)設(shè)施是指網(wǎng)絡(luò)中已經(jīng)預(yù)先存在了一批固定的數(shù)據(jù)處理和轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備,這些谷底設(shè)備可以通過有限方式連接其他網(wǎng)絡(luò)或In ternet。無固定基礎(chǔ)設(shè)施是指網(wǎng)絡(luò)中的每個成員都是對等的可移動設(shè)備。IEEE802.11協(xié)議是無線以太網(wǎng)的標準,采用星形拓撲結(jié)構(gòu),無線局域網(wǎng)中的移動站通過無 線方式與接入點(AP)相連,再由AP通過有限介質(zhì)連接其他網(wǎng)絡(luò)或In ternet。使用IEEE802.11協(xié)議的無線局域網(wǎng)也稱為Wi-Fi ( Wireless-Fidelity )網(wǎng)絡(luò)。第5章網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)技術(shù)第i節(jié) 網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)概述網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)技術(shù)是所有能在物理上和邏輯上實現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)相互連接的技術(shù)的總稱,對應(yīng)于I
30、SO.OSI模型的各個層次。采用不同通信技術(shù)和運行協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)通常稱為異構(gòu)網(wǎng)絡(luò),如局域網(wǎng)中的以太網(wǎng)和令牌環(huán)網(wǎng)、 廣域網(wǎng)中幀中繼網(wǎng)和 ATM網(wǎng)等,實現(xiàn)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的基本策略主要包括協(xié)議轉(zhuǎn)換和構(gòu)建虛 擬互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。In ternet是利用IP網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)的全球最大的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò),是典型的在網(wǎng)絡(luò)層實現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián),采用同構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議一一IP地址與網(wǎng)絡(luò)標識一一IP地址,引入網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備一一IP路由器。第2節(jié)網(wǎng)際協(xié)議(IP)IP的功能對應(yīng)于ISO/OSI參考模型中的網(wǎng)絡(luò)層,與地址解析協(xié)議( ARP )、網(wǎng)際控制豹紋協(xié) 議(ICMP )和網(wǎng)際組管理協(xié)議(IGMP )共同構(gòu)成TCP/IP參考模型的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)層。IP采用路
31、由器作為網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的中間設(shè)備,其作用是將不同的計算機網(wǎng)絡(luò)連接在一起,在網(wǎng) 絡(luò)層實現(xiàn)數(shù)據(jù)的路由和轉(zhuǎn)發(fā)。IP的特點:(1)IP是面向無連接的、不可靠的分組傳輸協(xié)議。(2)IP屏蔽了數(shù)據(jù)鏈路層和物理層的差異,是的數(shù)據(jù)的傳輸和轉(zhuǎn)發(fā)更加方便。(3)IP是點對點式網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議。第3節(jié)IP地址目前普遍使用的IP是IPv4版本,其規(guī)定的IP地址由一個32位的二進數(shù)表示。為了便于書寫和閱讀,32位二進制表示的IPv4地址通常采用4個十進制數(shù)字表示,每個十 進制數(shù)的取值范圍是 0255,十進制數(shù)字間用“.”來隔開,這種表示方法稱為點分十進制法。IP地址的分類:早起的IP地址被固定地劃分為若干個類別,每一類地址都有固
32、定長度的兩個地段構(gòu)成:網(wǎng)絡(luò)號和主機號。網(wǎng)絡(luò)號標志主機或路由器所連接到的網(wǎng)絡(luò),每一個網(wǎng)絡(luò)號在In ternet內(nèi)是唯一的。主機號標志某一個主機或路由器的某個具體接口。其表示方式如下。IP地址:= 網(wǎng)絡(luò)號 , 主機號不同的網(wǎng)絡(luò)號和主機號的設(shè)置決定了IP地址的分類,包括了 A、B、C、D和E共5種類別。(1)A類地址:網(wǎng)絡(luò)號占8位(1個字節(jié)),主機號占24位(3個字節(jié)),其中網(wǎng)絡(luò)號曰 最高位固定為1.(2)B類地址:網(wǎng)絡(luò)號占16位(2個字節(jié)),主機號占16位(2個字節(jié)),其中網(wǎng)絡(luò)號曰 最咼兩位固定為10.(3)C類地址:網(wǎng)絡(luò)號占24位(3個字節(jié)),主機號占8位(1個字節(jié)),其中網(wǎng)絡(luò)號曰 最高3位固定
33、為110.(4)D類地址:最咼4位為1110,用于IP多播。(5)E類地址:最高4位為1111,作為保留使用。子網(wǎng)劃分:(1) 在原有兩級IP地址結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,從 IP地址的主機號部分借用若干位作為子網(wǎng)號,則IP地址的機構(gòu)就變成了網(wǎng)絡(luò)號、子網(wǎng)號和主機號3個部分,表示方式如下:IP地址:= 網(wǎng)絡(luò)號 , 子網(wǎng)號 , 主機號(2)一個擁有多個物理網(wǎng)絡(luò)的單位,可以利用子網(wǎng)號,將自己所管轄的物理網(wǎng)絡(luò)劃分為若干個子網(wǎng)。劃分子網(wǎng)是單位內(nèi)部的行為,與IP地址管理結(jié)構(gòu)無關(guān),外部網(wǎng)絡(luò)也看不到這個單位內(nèi)部劃分了多少個子網(wǎng),任然將這個單位視為一個網(wǎng)絡(luò)。(3)從其他網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給某單位中某個主機的IP數(shù)據(jù)包,先根據(jù)其目的I
34、P地址中的網(wǎng)絡(luò)號找到單位網(wǎng)絡(luò)相連接的路由器;該路由器再根據(jù)目的IP地址中的子網(wǎng)號找到相應(yīng)的子網(wǎng),最終將IP數(shù)據(jù)報發(fā)送到目的主機。采用子網(wǎng)劃分方法的一個最核心問題是如何使得網(wǎng)絡(luò)連接的路由器能夠正確地將IP數(shù)據(jù)報發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部不同的子網(wǎng)。由于在IP數(shù)據(jù)報中沒有包含關(guān)于源主機或者目的主機所在網(wǎng)絡(luò)子網(wǎng)劃分情況的信息,所以必須采用一種機制讓路由器能夠知道自己所連接網(wǎng)絡(luò)的子網(wǎng)劃分情況,實際應(yīng)用中采用的一種被稱為“子網(wǎng)掩碼”的方法。子網(wǎng)掩碼從形式上看是一個32位的二進制數(shù),由一串1和跟隨的一串 0組成,形如11111111 1111000 00000000 00000000,與IP地址一樣,也可以用 4個點
35、分十進制數(shù)來 表示。子網(wǎng)掩碼中的1對應(yīng)于IP地址中的網(wǎng)絡(luò)號和子網(wǎng)號字段,0對應(yīng)于主機號字段。子網(wǎng)掩碼與目的IP地址配合起來,就可以知道具有該IP地址主機所在子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)地址, 具體的方式是將IP地址與子網(wǎng)掩碼按位進行邏輯與( AND ),其結(jié)果即為所在子網(wǎng)的 網(wǎng)絡(luò)地址。如果內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)沒有進行子網(wǎng)劃分,則采用默認的子網(wǎng)掩碼,即子網(wǎng)掩碼中1的位置與IP地址網(wǎng)絡(luò)號字段相對應(yīng)。(1)A類IP地址的默認子網(wǎng)掩碼為。(2)B類IP地址的默認子網(wǎng)掩碼為。(3)C類IP地址的默認子網(wǎng)掩碼為。無分類編制CIDR:CIDR的基本思想如下。(1) CIDR不再按照A、B、C類的類型區(qū)分IP地址,也不再使用子網(wǎng)號字段。它
36、把32位的IP地址劃分為兩部分,前面的部分稱為網(wǎng)絡(luò)前綴,用來指明網(wǎng)絡(luò),后 面的部分用來指明主機。這是一種無分類的兩級編址方式,表示方法如下。IP地址:= 網(wǎng)絡(luò)前綴 , 主機號CIDR使用在IP地址后面加上斜線“ /”加網(wǎng)絡(luò)前綴位數(shù)的方式來標注一個完整的IP地址。(2) 網(wǎng)絡(luò)前綴都相同的連續(xù)IP地址稱為一個 CIDR地址塊,其中一個地址被確定,則整個地址塊的最小地址和最大地址,以及地址塊中的地址數(shù)就都可以被確定。為了描述方便,通常用 CIDR地址塊中的最小地址和網(wǎng)絡(luò)前綴位數(shù)來指明地址塊。為了和現(xiàn)有的使用子網(wǎng)掩碼的網(wǎng)絡(luò)兼容,CIDR的斜線加網(wǎng)絡(luò)前綴表示法也可以表示成子網(wǎng)掩碼的形式, 稱為地址掩碼。
37、網(wǎng)絡(luò)前綴位數(shù)即為地址掩碼中1的個數(shù),地址掩碼的其余位為 0。第四節(jié) IP路由概述在整個網(wǎng)絡(luò)中為IP數(shù)據(jù)報尋找合適的通信路徑并且將其轉(zhuǎn)發(fā)出去的過程稱為IP路由,是由路由器實現(xiàn)的。路由器是一種具有多個輸入端口和多個輸出端口的專用計算機,其主要任務(wù)是獲取與維護路由信息及轉(zhuǎn)發(fā)分組?!奥酚伞迸c“轉(zhuǎn)發(fā)”是路由器最重要的兩項基本功能。路由表與路由轉(zhuǎn)發(fā):路由表的基本機構(gòu)如下所示。目的網(wǎng)絡(luò)子網(wǎng)掩碼下一跳接口目的網(wǎng)絡(luò)與子網(wǎng)掩碼準確描述了一個目的網(wǎng)絡(luò);下一跳表示到達該目的網(wǎng)絡(luò)路徑的下一個鄰居結(jié)點的接口 IP地址,可能是下一個路由器與本路由器相連的接口的IP地址,也可能是直連網(wǎng)絡(luò),如果是直連網(wǎng)絡(luò),則下一跳取值為空;接
38、口是轉(zhuǎn)發(fā)IP分組到達該目的網(wǎng)絡(luò)時,應(yīng)從哪個接口將IP分組發(fā)出去。路由器在收到IP數(shù)據(jù)報是,會利用IP數(shù)據(jù)報的目的IP地址檢索匹配路由表,如 果路由表中沒有匹配成功的路由項,則通過默認路由對應(yīng)的接口轉(zhuǎn)發(fā)該IP數(shù)據(jù)報,也就是說,在路由表匹配過程中,至少會有默認路由會被匹配“成功”。如果除默認路由外,有一條路由項匹配成功,則選擇該路由項對應(yīng)的接口,轉(zhuǎn)發(fā)該IP數(shù)據(jù)報;如果除默認路由外,有多條路由項匹配成功,則選擇網(wǎng)絡(luò)前綴匹配成功位數(shù)最長路由項,通過該路由項指定的接口轉(zhuǎn)發(fā)該IP數(shù)據(jù)報,這就是路由轉(zhuǎn)發(fā)過程的“最長前綴匹配原則”。最長前綴匹配原則是在 CIDR方式下,路由器對于收到的IP數(shù)據(jù)報,將其中的目的
39、IP地址與路由表中各路由項中的掩碼按位進行邏輯與運算,將結(jié)果與路由表中的目的網(wǎng)路進行比較,如果出現(xiàn)與多個目的網(wǎng)絡(luò)相一致的情況,則選擇其中網(wǎng)絡(luò)前綴最長的一項作為路由轉(zhuǎn)發(fā)的依據(jù)。In ternet中路由信息的配置途徑可以分為兩大類:靜態(tài)路由和動態(tài)路由。距離-向量路由算法是一種僅需網(wǎng)絡(luò)“局部”信息、異步的、迭代的、分散式的路由算法。目前In ternet使用最多的外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議是BGP4。第五節(jié)IP中的其他重要協(xié)議將IP地址與對應(yīng)的硬件地址進行轉(zhuǎn)換采用的是地址解析協(xié)議( ARP )。動態(tài)主機配置協(xié)議(DHCP)通過軟件的方式為每一臺新加入網(wǎng)絡(luò)的計算機自動進行協(xié)議配置,而不需要用戶手工操作。DHCP采用
40、的是客戶機/服務(wù)器模式。DHCP的基本思想:DHCP的基本思想是,在一個網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部設(shè)置一臺DHCP服務(wù)器,其中保存和管理這該網(wǎng)絡(luò)所管轄的IP地址及其他配置信息;當一臺計算機新接入該網(wǎng)絡(luò)是,還沒有配置IP地址,它在開機啟動后向該網(wǎng)絡(luò)廣播發(fā)送一個DHCP發(fā)現(xiàn)報文(DHCPDISCOVER ),其目的IP地址置為全 1源IP地址置為全0。DHCP服務(wù)器在收到這個 DHCP發(fā)現(xiàn)報文后,從自己所保 存的IP地址數(shù)據(jù)庫中取出一個,與其他配置信息一起,通過DHCP提供報文(DHCPOFFER) 發(fā)送給這臺計算機,從而為這臺計算機分配一個新的IP地址及其他配置信息,則這臺計算機就可以使用這個IP地址及其他配置信
41、息訪問In ternet 了。ICMP報文有兩種類型:ICMP差錯報告報文和ICMP詢問報文。網(wǎng)際組管理協(xié)議IGMP是IP的一部分,用于對IP多播提供管理服務(wù)。第六節(jié)IPV6協(xié)議IPV6地址包括單播地址、組播地址和任播地址3種類型。IPV6中將IP地址設(shè)置為128位。IPv6地址通常采用冒號分隔的十六進制地址書寫形式,把每16位的值用十六進制數(shù)表示,各個數(shù)之間用冒號隔開。第六章網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)第一節(jié)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用概述提供某個網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用是直接面向計算機網(wǎng)絡(luò)的用戶,遵循相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用協(xié)議,為用戶 特定的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)或?qū)崿F(xiàn)特定的網(wǎng)絡(luò)功能的一套完整的軟件系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用基本的工作模式都是客戶機/服務(wù)器模式,客戶機/服務(wù)
42、器模式又分為一般的客戶機/服務(wù)器模式和P2P模式。一般的客戶機/服務(wù)器(C/S)應(yīng)用模式是指在通信過程中,首先運行服務(wù)器,并且被動 等待客戶的訪問;客戶在服務(wù)器之后運行,根據(jù)應(yīng)用需要主動向服務(wù)器發(fā)起通信。常用的WWW、E-mail和FTP等應(yīng)用等屬于一般的客戶機 /服務(wù)器模式。在P2P應(yīng)用模式中,通信雙方?jīng)]有明確的客戶與服務(wù)器之分,任何一方都可以主動發(fā) 起通信,任何一方也都可以被動接受通信,所以稱為對等模式。即時通信軟件 QQ、skype,文件共享軟件 Bit-Torrent、emule,以及流媒體軟件 Pplive 等應(yīng)用都是基于 P2P模式的。第二節(jié)Internet域名系統(tǒng)(DNS)在In
43、 ternet中,提供將主機域名轉(zhuǎn)換為IP地址服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用稱為域名系統(tǒng)DNS。DNS采用了層次樹狀結(jié)構(gòu)來進行域名的命名。域名的結(jié)構(gòu)由標號序列組成,各標號之間用點隔開,標號分別代表不同級別的域名。標號3 (三級域名)標號2 (二級域名)標號1 (頂級域名)DNS中最高級別的域名稱為頂級域名。頂級域名的類型:(1)國家頂級域名nTLD,用于分配給各個國家和地區(qū),例如, .cn表示中國,.us表示 美國,.uk表示英國等。(2) 通用頂級域名 gTLD,用于分配給不同的行業(yè)和組織,如.com (公司和企業(yè))、.net(網(wǎng)絡(luò)服務(wù)機構(gòu))、.org (非贏利性組織)、.edu(美國專用的教育機構(gòu))、.g
44、ov (美國專用的政府部門)、.mil (美國專用的軍事部門)和 .int (國際組織)等。(3) 基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)域名。這種頂級域名只有一個,即arpa,用于反向域名解析,因此又稱 為反向域名。我給的域名管理機構(gòu)是中國互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)信息中心CNNIC.DNS實現(xiàn)域名與IP地址的轉(zhuǎn)換具體是由分布在各地的域名服務(wù)器實現(xiàn)的。DNS的域名服務(wù)器主要包括根域名服務(wù)器、頂級域名服務(wù)器、權(quán)限域名服務(wù)器和本地域名服務(wù)器4類。域名解析分為遞歸解析和迭代解析兩種方式。主機向本地域名服務(wù)器的查詢一般都是采用遞歸查詢。本地域名服務(wù)器向根域名服務(wù)器的查詢通常是采用迭代查詢。DNS進行查詢使用的是 UDP發(fā)送查詢和結(jié)果報文。第三節(jié)
45、文件傳輸協(xié)議(FTP)文件傳輸協(xié)議(FTP)用于用戶在兩臺主機之間進行遠距離的文件傳輸,并保證傳輸?shù)?可靠性。FTP服務(wù)器采用客戶機/服務(wù)器的方式,由 FTP服務(wù)器去和FTP客戶機兩部分組成。FTP服務(wù)器中以目錄機構(gòu)保存著各種文件,F(xiàn)TP客戶機是安裝了 FTP客戶端軟件的用戶計算機。FTP使用TCP提供的可靠傳輸服務(wù)。FTP客戶機和服務(wù)器之間的通信是由若干個進程實現(xiàn)的,分為FTP服務(wù)進程和客戶機進程。常用的FTP客戶端工具軟件有 Flashftp、Leaspftp和Cuteftp等。第四節(jié) 電子郵件(E-mail)In ternet中的電子郵件系統(tǒng)主要由用戶代理、郵件服務(wù)器和郵件發(fā)送/讀取協(xié)議
46、3部分組成。用戶代理與郵件服務(wù)器之間的通信是由郵件發(fā)送/讀取協(xié)議實現(xiàn)的。在TCP/IP體系下的電子郵件地址格式是:郵箱名郵箱所在服務(wù)器的域名。一個標準的電子郵件內(nèi)容由首部和主題兩部分組成。電子郵件從用戶代理發(fā)送到郵件服務(wù)器采用的是SMTP協(xié)議,從郵件服務(wù)器接收郵件到用戶代理采用的協(xié)議是 POP3和IMAP。網(wǎng)際報文存取協(xié)議(IMAP )使用客戶機/服務(wù)器去工作方式?;赪eb的電子郵件系統(tǒng)在發(fā)信人客戶端與發(fā)送郵件服務(wù)i去之間、收件客戶端與接收郵件服務(wù)器之間都是采用HTTP進行通信,而不使用 SMTP、POP3或者IMAP協(xié)議。第五節(jié) 萬維網(wǎng)(WWW)萬維網(wǎng)(WWW )是In ternet上最為
47、普及的一種應(yīng)用服務(wù),它是由成千上萬個萬維網(wǎng)站 點(簡稱網(wǎng)站)組成的一個聯(lián)機信息存儲系統(tǒng)。萬維網(wǎng)的工作模式采用客戶機 /服務(wù)器方式,在用戶計算機上運行瀏覽器作為萬維網(wǎng)客 戶程序,大量的萬維網(wǎng)文檔保存在服務(wù)器上,運行服務(wù)器程序。萬維網(wǎng)的核心內(nèi)容包括統(tǒng)一資源定位(URL )、超文本傳輸協(xié)議(HTTP)和超文本標記語言(HTML )。URL的一般格式是:協(xié)議:/主機 : 端口 /路徑HTTP是一個應(yīng)用層協(xié)議,它使用 TCP連接進行可靠的傳送,能夠在萬維網(wǎng)上進行文 本、聲音、圖像和視頻等各種信息的交換。HTTP是無連接的,它使用面向連接的TCP所提供的服務(wù)。萬維網(wǎng)采用Cookie機制和Session機制
48、來實現(xiàn)會話的跟蹤。Cookie是萬維網(wǎng)服務(wù)器在客戶端保存的一段文本,用于保存用戶訪問服務(wù)器的相關(guān)信 息。用戶使用瀏覽器訪問萬維網(wǎng)網(wǎng)站時,網(wǎng)站服務(wù)器把用戶的信息記錄在服務(wù)器上,稱為Sessi on。Session與Cookie的最根本不同是:Cookie機制中的用戶信息文件被保存在客戶端, Session是在服務(wù)器端將用戶信息進行保存的。超文本標記語言(HTML )是一種描述和表示萬維網(wǎng)網(wǎng)頁的標準語言。第六節(jié)電子商務(wù)應(yīng)用電子商務(wù)是將計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù),特別是In ternet技術(shù)與傳統(tǒng)商務(wù)活動相結(jié)合的一種動態(tài)商務(wù)活動。電子商務(wù)按照交易對象的分類:(1) 企業(yè)與消費者之間的電子商務(wù)(B2C).(2)企
49、業(yè)與企業(yè)之間的電子商務(wù)( B2B )。(3) 個人與個人之間的電子商務(wù)(C2C)。(4)從線上到線下的電子商務(wù)(020)。典型的B2C電子商務(wù)網(wǎng)站有國外的 Amazon,國內(nèi)的京東、當當網(wǎng)和天貓等。典型的C2C電子商務(wù)網(wǎng)站如淘寶網(wǎng)。典型的O2O網(wǎng)站有滴滴出行、大眾點評網(wǎng)、糯米網(wǎng)和美團網(wǎng)等。電子商務(wù)的主要功能:(1 )企業(yè)業(yè)務(wù)組織。(2 )信息發(fā)布與廣告宣傳。(3)咨詢洽談。(4)在線選購。(5)網(wǎng)上支付。(6)交易管理。(7)數(shù)據(jù)統(tǒng)計與挖掘。電子商務(wù)系統(tǒng)是一個包含計算機、網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫等技術(shù)元素、企業(yè)及人員等實體元素, 以及法律、制度和標準等規(guī)則元素的復(fù)雜系統(tǒng)第七章網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)第一節(jié)網(wǎng)絡(luò)管理概述
50、計算機網(wǎng)絡(luò)管理是指采用計算機軟、硬件技術(shù)對由計算機、服務(wù)器、存儲器、交換機和 路由器等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及相關(guān)軟件組成的網(wǎng)絡(luò)進行管理的工作。網(wǎng)絡(luò)管理的主要任務(wù):(1)對網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)進行檢測。(2)對網(wǎng)絡(luò)的運行進行控制。網(wǎng)絡(luò)管理的目標:(1 )有效性。(2 )可靠性。(3 )開放性。(4 )綜合性。(5 )安全性。(6 )經(jīng)濟性。網(wǎng)絡(luò)管理的對象根據(jù)對象的形式可以分為兩大類:硬件資源和軟件資源。硬件資源是指物理介質(zhì)、計算機設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備。軟件資源主要包括操作系統(tǒng)、應(yīng)用軟件和通信軟件。被管對象的集合稱為管理信息庫(MIB ),網(wǎng)絡(luò)中所有相關(guān)的悲觀對象信息都集中在MIB中。網(wǎng)絡(luò)管理標準和參考模型主要有OSI參
51、考模型、TCP/IP參考模型、TMN參考模型、IEEELAN/V AN,以及基于 Web的管理模型等。第二節(jié)網(wǎng)絡(luò)管理的體系結(jié)構(gòu)與模式網(wǎng)絡(luò)管理的體系結(jié)構(gòu)定義了網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及系統(tǒng)成員間相互關(guān)系的一套規(guī)范,它是建立網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)。ISO提出的基于遠程監(jiān)控的管理框架是現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)管理體系結(jié)構(gòu)的核心。一個完整的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)主要包括了4部分:網(wǎng)絡(luò)管理站(或管理進程)、管理代理(或代理)、網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議 NMP和管理信息庫 MIB。網(wǎng)絡(luò)管理站也稱管理進程,通常由軟件來實現(xiàn)。用于管理站和管理代理之間完成信息交換的通信規(guī)約就稱為網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議。網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議的主要任務(wù):網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議的主要任務(wù)是定義網(wǎng)絡(luò)管理站和管
52、理代理間的通信方法、規(guī)定管理信息庫的存儲結(jié)構(gòu)、信息庫中關(guān)鍵詞的含義,以及各種事件的處理方法。目前,應(yīng)用最為廣泛的網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議是基于TCP/IP模型的簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議 (SNMP )和基于OSI模型的公共管理信息服務(wù) /公共管理信息協(xié)議(CMIS/CMIP )。SNMP的最大有點是簡易性與可擴展性。網(wǎng)絡(luò)管理模式分為集中式網(wǎng)絡(luò)管理模式、分布式網(wǎng)絡(luò)管理模式和混合管理模式3種。第三節(jié) 網(wǎng)絡(luò)管理的功能網(wǎng)絡(luò)管理的功能:(1 )故障管理(2 )配置管理(3 )安全管理(4 )性能管理(5 )計費管理故障管理是為了盡快發(fā)現(xiàn)故障,找出故障的原因,以便及時采取不久措施,即對計算機 網(wǎng)絡(luò)中的問題或故障進行定位的過程
53、。故障管理包含故障檢測和報警功能、故障預(yù)測功能,以及故障診斷和定位功能 3個模塊。 配置管理用于實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的配置和管理,主要包括設(shè)備初始化、維護和關(guān)閉網(wǎng)絡(luò)設(shè)備或子系統(tǒng)等操作。安全管理是網(wǎng)絡(luò)管理中最復(fù)雜的部分,其目的是確保網(wǎng)絡(luò)資源不被非法使用,防止網(wǎng)絡(luò)資源由于入侵攻擊而遭受破壞。常用的網(wǎng)絡(luò)性能測評指標:(1)可用性(2 )響應(yīng)時間(3)吞吐量(4)延遲(5)丟包(幀)率(6)利用率計費管理的目的是正確地計算和收取用戶使用網(wǎng)絡(luò)資源及服務(wù)的費用常用的計費管理方式有基于網(wǎng)絡(luò)流量計費、基于使用時間計費和基于網(wǎng)絡(luò)服務(wù)計費等第四節(jié)簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議(SNMP)SNMP是TCP/IP網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用最為廣泛的網(wǎng)絡(luò)管
54、理協(xié)議,工作在TCP/IP參考模型的應(yīng)用層,是一種面向無連接的協(xié)議。SNMP的功能:SNMP的功能是使網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間能方便地交換管理信息,從而使網(wǎng)絡(luò)管理員了解網(wǎng)絡(luò)運行情況,發(fā)現(xiàn)問題和故障,以及進行網(wǎng)絡(luò)行為的控制和管理。SNMP是一系列網(wǎng)絡(luò)管理規(guī)范的集合,包括SNMP協(xié)議、管理信息數(shù)據(jù)庫 MIB和管理信息結(jié)構(gòu)SMI共3部分。SMI的具體作用:(1 )規(guī)定了被管對象的命名法則。(2)規(guī)定了被管對象的數(shù)據(jù)類型(3)規(guī)定了被管對象數(shù)據(jù)的編碼方法。在基于TCP/IP參考模型的管理系統(tǒng)中,包含有關(guān)管理資源及元素信息的數(shù)據(jù)庫,被稱 為管理信息庫MIB。第五節(jié)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)是實現(xiàn)管理網(wǎng)絡(luò)功能,保障網(wǎng)絡(luò)正常運行的軟、硬組成的綜合系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的特點:(1 )具有全面監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)性能的能力(2)具有主動和預(yù)警管理的功能(3)支持全網(wǎng)聯(lián)動(4)具有對資源進行有效管理的能力(5 )具有服務(wù)質(zhì)量管理功能從網(wǎng)絡(luò)管理功能和特點來看,網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)的熱點和發(fā)展趨勢主要體現(xiàn)的方面:(1)開放性(2)綜合性(3)智能化(4)安全性(5)基于B/S結(jié)構(gòu)的管理Open View是由H
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