計算機網(wǎng)絡(luò)簡明教程謝希仁復(fù)習(xí)重點鄭州大學(xué)測控技術(shù)與儀器

計算機網(wǎng)絡(luò)簡明教程謝希仁復(fù)習(xí)重點鄭州大學(xué)測控技術(shù)與儀器計算機網(wǎng)絡(luò)簡明教程謝希仁復(fù)習(xí)重點鄭州大學(xué)測控技術(shù)與儀器計算機網(wǎng)絡(luò)簡明教程謝希仁復(fù)習(xí)重點鄭州大學(xué)測控技術(shù)與儀器xxx公司計算機網(wǎng)絡(luò)簡明教程謝希仁復(fù)習(xí)重點鄭州大學(xué)測控技術(shù)與儀器文件編號：文件日期：修訂次數(shù)：第1.0次更改批準審核制定方案設(shè)計，管理制度電路交換與分組交換電路交換：“交換”就是按照某種方式動態(tài)地分配傳輸線路的資源，整個報文的比特流連續(xù)的從原點到達終點。分為以下步驟：建立電路，進行通信，拆除電路。分組交換：采用儲存轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)，在發(fā)送端把較長的報文劃分成較短的、固定長度的數(shù)據(jù)段，段首加上頭部，每一個分組的首部都含有地址等控制信息，分組交換網(wǎng)中的路由器根據(jù)收到的分組的首部中的地址信息，把收到的分組轉(zhuǎn)發(fā)到下一個路由中。分組交換的優(yōu)點：高效、靈活、迅速、可靠存儲轉(zhuǎn)發(fā)路由器：作用就是用來分組交換，轉(zhuǎn)發(fā)分組的。把收到的分組先放入緩存（暫時儲存）；查到轉(zhuǎn)發(fā)表，找出對應(yīng)地址的端口；把分組送到適當(dāng)?shù)亩丝谵D(zhuǎn)發(fā)出去。計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)計算機網(wǎng)絡(luò)的各層及其協(xié)議的集合，稱為網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)。計算機網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)就是這個計算機網(wǎng)絡(luò)及其構(gòu)件所應(yīng)完成的功能的精確定義。分層的好處：1.各層的之間是獨立的2.靈活性好3.結(jié)構(gòu)上可分割開4.易于實現(xiàn)和維護5.能促進標準化工作。TCP/IP協(xié)議層次結(jié)構(gòu)TCP/IP是一個四層的體系結(jié)構(gòu)包括：應(yīng)用層、運輸層、網(wǎng)際層和網(wǎng)絡(luò)接口層。物理層功能傳送的數(shù)據(jù)流比特流透明的傳送比特流，單位為比特。數(shù)據(jù)鏈路層功能（鏈路層）傳送的是幀需要添加幀首部和幀尾部數(shù)據(jù)鏈路層將網(wǎng)絡(luò)層交下來的IP數(shù)據(jù)報組裝成幀（framing），在兩個相鄰節(jié)點間的鏈路上“透明”的傳送幀中的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)層功能（IP層、網(wǎng)際層）——IP協(xié)議1.（在主機中）為分組交換網(wǎng)上的不同主機提供通信服務(wù)，把運輸層纏上的報文段或者用戶數(shù)據(jù)報封裝成分組或包進行傳送。2.（在路由器中）使原主機運輸層傳下來的分組能夠通過網(wǎng)絡(luò)中的路由器找到合適的路由，而達到目的主機網(wǎng)絡(luò)層向上只提供簡單靈活的、無連接的、盡最大努力交付的數(shù)據(jù)報服務(wù)。（不提供服務(wù)質(zhì)量承諾，所傳送的分組可能出錯、丟失、重復(fù)和失序）網(wǎng)絡(luò)在發(fā)送分組時不需要先建立連接。每一個分組（即IP數(shù)據(jù)報）獨立發(fā)送，與其前后的分組無關(guān)（不進行編號）。網(wǎng)際協(xié)議IP（Internetprotocol）和路由選擇協(xié)議運輸層功能負責(zé)向兩臺主機中進程（正在運行中的程序）之間的通信提供服務(wù)（邏輯通信）：傳輸控制協(xié)議TCP——保證傳輸單位（報文段）的可靠交付用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議UDP——用戶數(shù)據(jù)報盡最大努力交付。因為一臺主機可以同屬運行多個程序，所以運輸層有復(fù)用分用功能。應(yīng)用層功能為應(yīng)用進程（正在運行的程序）提供服務(wù)：webHTTP協(xié)議、郵箱STMP協(xié)議、文件傳輸FTP協(xié)議OSI/RMOSI/RM是一種七層協(xié)議體系結(jié)構(gòu)包括：應(yīng)用層、表示層、會話層、傳輸層、網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)鏈路層、物理層?？蛻?服務(wù)器模式客戶和服務(wù)器都是指通信中所涉及的兩個應(yīng)用進程，所描述的是進程之間服務(wù)和被服務(wù)的關(guān)系：即客戶是服務(wù)的請求方，服務(wù)器是服務(wù)的提供方。與之相對的是對等模式（p2p）對等通信。虛擬通訊對等實體之間的通訊叫做虛擬通信對等實體實體：任何可發(fā)送或者接收信息的硬件或軟件。由協(xié)議控制兩個對等實體之間的通信，使本層能夠向上一層提供服務(wù)。多模與單模光纖多模光纖：可以存在多條不同角度入射的光線在一條光纖中傳輸。單模光纖：光纖的直徑接近一個光波波長使光線一直向前傳播，而不會產(chǎn)生多次反射。單模光纖損耗小，速率高。波分復(fù)用WDM（光的頻分復(fù)用）波分復(fù)用就是光的頻分復(fù)用。即一根光纖上復(fù)用兩路光載波信號。碼分復(fù)用CDM（碼分多址）常用名詞是碼分多址CDMA、每一個用戶可以再同樣的時間使用同樣的頻帶進行通信、各個用戶使用經(jīng)過特殊挑選的不同碼型，因此各用戶之間不會造成干擾。這種系統(tǒng)發(fā)送的信號有很強的抗干擾能力，其頻譜類似于白噪聲不易被敵人發(fā)現(xiàn)。在CDMA中每一個比特時間劃分為m個短的間隔稱為碼片ADSL技術(shù)（非對稱數(shù)字用戶線）用數(shù)字技術(shù)對現(xiàn)有的模擬電話用戶線進行改造，使其能夠承載寬帶業(yè)務(wù)。特點：上行（從用戶到ISP）和下行（從ISP到用戶）做成不對稱、在用戶線（銅線）的兩端各安裝一個ADSL調(diào)制解調(diào)器、我國目前采用的方案是離散多音調(diào)DMT(DiscreteMulti-Tone)調(diào)制技術(shù)。這里的“多音調(diào)”就是“多載波”或“多子信道”的意思。FTTx技術(shù)（FTTH/FTTB/FTTC）光纖到家、光纖到大樓、光纖到路邊MAC地址在局域網(wǎng)中，硬件地址又稱物理地址或者MAC地址，48位地址使用在MAC幀中實際上就是適配器地址或適配器標識符。IEEE的注冊管理機構(gòu)RA負責(zé)向廠家分配地址字段的前三個字節(jié)(即高位24位)。地址字段中的后三個字節(jié)(即低位24位)由廠家自行指派，稱為擴展標識符，必須保證生產(chǎn)出的適配器沒有重復(fù)地址。一個地址塊可以生成224個不同的地址。這種48位地址稱為MAC-48，它的通用名稱是EUI-48?！癕AC地址”實際上就是適配器地址或適配器標識符EUI-48。數(shù)據(jù)鏈路鏈路：無源點到點的物理線路段，中間沒有其他任何交換節(jié)點。數(shù)據(jù)鏈路：除了物理線路之外，還必須有通信協(xié)議來控制這些數(shù)據(jù)的傳輸。若把實現(xiàn)了這些協(xié)議的硬件和軟件加到鏈路上就構(gòu)成了數(shù)據(jù)鏈路。：最長用的方法是使用適配器（即網(wǎng)卡）來實現(xiàn)這些協(xié)議的硬件和軟件、一般的適配器都包括了物理鏈路層和物理層這兩層的功能。CSMA/CD協(xié)議——數(shù)據(jù)鏈路層最重要的協(xié)議總線的特點：當(dāng)一臺計算機發(fā)送數(shù)據(jù)時，總線上的所有計算機都能檢測到這個數(shù)據(jù)。CSMA/CD協(xié)議是以太網(wǎng)采用的協(xié)調(diào)方法（載波監(jiān)聽多點接入/碰撞檢測）“多點接入”：說明是總線型網(wǎng)絡(luò)。許多計算機以多點接入的方式連接在一根總線上?！拜d波監(jiān)聽”（就是發(fā)送前監(jiān)聽）：即每一個站在發(fā)送數(shù)據(jù)前先要檢測一下總線上是否有其他的站點發(fā)送數(shù)據(jù)，如果有就暫時不要發(fā)送數(shù)據(jù)，等待信道變成空閑時在發(fā)送?！芭鲎矙z測”（就是便發(fā)送邊監(jiān)聽）：適配器邊發(fā)送數(shù)據(jù)邊檢測信道上信號電壓的變化情況，以便判斷自己在發(fā)送數(shù)據(jù)時其他站是否也在發(fā)送數(shù)據(jù)。一旦出現(xiàn)碰撞，適配器停止發(fā)送免得繼續(xù)浪費資源，等待一段隨機時間后再次發(fā)送。也稱為沖突檢測在使用CSMA/CD協(xié)議時不能同時進行發(fā)送和接收，即只能進行半雙工通信（雙向交替通信）PPP協(xié)議（點對點協(xié)議）——全世界使用最多的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議PPP協(xié)議是用戶計算機和ISP進行通信時所使用的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議PPPoE（PPPoverEthernet）寬帶上網(wǎng)的主機使用的鏈路層協(xié)議。PPP協(xié)議的是哪個組成部分：1.一個將IP數(shù)據(jù)報封裝到串行鏈路的方法。2.鏈路控制協(xié)議LCP3.網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議NCP以太網(wǎng)DIXEthernetV2標準與IEEE的標準只有很小的差別，因此可以將局域網(wǎng)簡稱為“以太網(wǎng)”。嚴格說來，“以太網(wǎng)”應(yīng)當(dāng)是指符合DIXEthernetV2標準的局域網(wǎng)。局域網(wǎng)：特點：網(wǎng)絡(luò)為一個單位所擁有，且地理范圍和站點數(shù)目均有限。優(yōu)點：1.廣播功能：一個站點可以訪問全網(wǎng)，主機課共享連接在局域網(wǎng)上的硬件資源和軟件資源。2.便于系統(tǒng)的擴展和逐漸的演變，各設(shè)備的位置可靈活調(diào)整和改變。3.提高了系統(tǒng)的可靠性可用性和生存性。局域網(wǎng)可按照網(wǎng)絡(luò)拓撲進行分類：星型網(wǎng)、環(huán)形網(wǎng)、總線型網(wǎng)、樹形網(wǎng)。交換機（交換式集線器/以太網(wǎng)交換機/第二層交換機）（網(wǎng)橋）用來在數(shù)據(jù)鏈路層擴展以太網(wǎng)：它根據(jù)MAC幀的目的地址對收到的幀進行轉(zhuǎn)發(fā)和過濾，當(dāng)網(wǎng)橋收到一個幀時，并不向所有接口轉(zhuǎn)發(fā)此幀，而是先檢查此幀的MAC地址然后確定將該幀轉(zhuǎn)發(fā)到哪一個接口。以太網(wǎng)交換機實質(zhì)上就是多接口網(wǎng)橋（全雙工工作方式）進行無碰撞的傳輸數(shù)據(jù)，使用了專用的交換結(jié)構(gòu)芯片，其交換速率就較高。IP地址——網(wǎng)絡(luò)層盡最大努力交付的優(yōu)勢：由于傳輸網(wǎng)絡(luò)不提供端到端的可靠傳輸服務(wù)，這就使網(wǎng)絡(luò)中的路由器可以做得比較簡單，而且價格低廉（與電信網(wǎng)的交換機相比較）。整個網(wǎng)絡(luò)的造價大幅度降低，運行方式靈活，能夠適應(yīng)多種應(yīng)用。如果主機（即端系統(tǒng)）中的進程之間的通信需要是可靠的，那么就由網(wǎng)絡(luò)的主機中的運輸層負責(zé)（包括差錯處理、流量控制等）。因特網(wǎng)能夠發(fā)展到今日的規(guī)模，充分證明了當(dāng)初采用這種設(shè)計思路的正確性。IP地址就是給因特網(wǎng)上的每一臺主機（或者路由器）的每一個接口分配一個在全世界范圍內(nèi)唯一的32位標識符（網(wǎng)際協(xié)議第四版IPv4），IP地址放在IP數(shù)據(jù)報的首部，硬件地址（MAC地址）放在MAC幀的首部網(wǎng)絡(luò)層和網(wǎng)絡(luò)層以上使用的是IP地址，而數(shù)據(jù)鏈路層及以下使用的是硬件地址。IP地址不僅指明一臺主機還指明了主機所連接到的網(wǎng)絡(luò)。虛擬互聯(lián)網(wǎng)參加互聯(lián)的計算機網(wǎng)絡(luò)都使用相同的網(wǎng)際協(xié)議IP因此可以把互聯(lián)之后的計算機網(wǎng)絡(luò)看成是虛擬互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。所謂虛擬互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)也就是邏輯互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，它的意思就是互聯(lián)起來的各種物理網(wǎng)絡(luò)的異構(gòu)性本來是客觀存在的，但是我們利用IP協(xié)議就可以使這些性能各異的網(wǎng)絡(luò)從網(wǎng)絡(luò)層面上看起來好像是一個統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)，這種IP協(xié)議的虛擬互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)可簡稱為IP網(wǎng)。路由選擇（路由選擇協(xié)議）路由器根據(jù)目的站的IP地址的網(wǎng)絡(luò)號進行路由選擇轉(zhuǎn)發(fā)：是單個路由器的動作路由選擇：是許多路由器共同協(xié)作的過程路由選擇協(xié)議：是用來生成路由表的協(xié)議ARP協(xié)議（地址解析協(xié)議）IP地址→ARP→物理地址物理地址→RARP→IP地址網(wǎng)絡(luò)層和網(wǎng)絡(luò)層以上使用的是IP地址，而在數(shù)據(jù)鏈路中傳輸數(shù)據(jù)幀時，最終還需要使用該網(wǎng)絡(luò)的物理地址。IP地址和下面的網(wǎng)絡(luò)硬件（物理地址）之間由于各時不同而不存在簡單的映射關(guān)系，ARP協(xié)議作用：在主機ARP高速緩存中存放一個從IP地址到物理地址的映射表（此映射表動態(tài)更新新增或者超時刪除）OSPF協(xié)議（開放最短路徑優(yōu)先）——內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議IGP內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議：在自治系統(tǒng)內(nèi)部使用的路由選擇協(xié)議OSPF的主要特征是使用分布式的鏈路狀態(tài)協(xié)議。OSPF不用數(shù)據(jù)報UDP發(fā)送信息，而直接用IP數(shù)據(jù)報三個要點：1.像本自治系統(tǒng)中的所有路由發(fā)送信息（RIP協(xié)議僅僅向與自己相鄰的路由器發(fā)送信息）2.發(fā)送的信息是本路由相鄰的所有路由器的鏈路狀態(tài)3.當(dāng)鏈路狀態(tài)發(fā)生變化時路由器才向所有路由發(fā)送信息。RIP協(xié)議（路由信息協(xié)議）——內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議IGPRIP協(xié)議是一種基于距離向量的路由選擇協(xié)議：路由器到直接連接的網(wǎng)絡(luò)距離定義為1，從路由器到非直接連接的網(wǎng)絡(luò)距離定義為經(jīng)過的路由器次數(shù)加一?！熬嚯x”也成“跳數(shù)”RIP只用于小型互聯(lián)網(wǎng)，RIP協(xié)議使用運輸層的數(shù)據(jù)報UDP進行傳送。三個要點：1.僅和相鄰路由器交換信息2.交換信息是本路由所知道的全部信息（自己的路由表）3.按照固定時間間隔交換路由信息。外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議——BGP-4邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議：力求尋找一條能夠到達目的網(wǎng)絡(luò)切比較好的路由，而并非尋找一條最佳路由。采用路徑向量路由選擇協(xié)議。無分類域間路由選擇CIDR表示的地址塊共有212個地址（因為斜線后面的20是網(wǎng)絡(luò)前綴的位數(shù)，所以這個地址的主機號是12位）。在不需要指出地址塊的起始地址時，也可將這樣的地址塊簡稱為“/20地址塊”。地址塊的起始地址和最小地址：地址塊的最大地址：全0和全1的主機號地址一般不使用。地址聚合一個CIDR地址塊可以表示很多地址，這種地址的聚合常稱為路由聚合，它使得路由表中的一個項目可以表示很多個（例如上千個）原來傳統(tǒng)分類地址的路由。全球地址與專用地址本地地址——僅在機構(gòu)內(nèi)部使用的IP地址，可以由本機構(gòu)自行分配，而不需要向因特網(wǎng)的管理機構(gòu)申請。全球地址——全球唯一的IP地址，必須向因特網(wǎng)的管理機構(gòu)申請。專用地址——RFC1918指明的專用地址，到24位塊到20位塊到16位塊這些地址只能用于一個機構(gòu)的內(nèi)部通信，而不能用于直接和因特網(wǎng)上的主機通信。專用地址只能用作本地地址而不能用作全球地址。在因特網(wǎng)中的所有路由器對目的地址是專用地址的數(shù)據(jù)報一律不進行轉(zhuǎn)發(fā)。TCP與UDP協(xié)議——運輸層協(xié)議與IP協(xié)議的區(qū)別IP協(xié)議是提供主機之間的邏輯通信，TCP和UDP是提供進程之間的邏輯通信。TCP連接控制協(xié)議面向連接，傳送的數(shù)據(jù)單位協(xié)議是報文段，可靠但是增加開銷UDP用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議無連接，傳送的數(shù)據(jù)單位協(xié)議是報文或者用戶數(shù)據(jù)報，不可靠但是有效協(xié)議端口號、雖然通信的終點是應(yīng)用進程，但是通信的一方無法識別對方機器上的進程。運輸層使用協(xié)議端口號把要傳送的報文交到目的主機的某一個端口，剩下的工作就由TCP完成、硬件端口：不同硬件設(shè)備進行交互的接口軟件端口：應(yīng)用層的各種協(xié)議和進程與運輸實體進行層間交互的一種地址。TCP連接UDP用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議無連接使用盡最大努力交付是面向報文的4.沒用擁塞控制5.支持一對一一對多多對一和多對多6.首部開銷小TCP：傳輸控制協(xié)議是面向連接的運輸層協(xié)議。每一條TCP連接只能有連個端點、每一條TCP連接只能是點對點（一對一）、TCP提供可靠交付、TCP提供全雙工通信、面向字節(jié)流Socket=（IP地址：端口號）TCP連接：：={socket1，socket2}={（IP1，port1），（IP2，port2）}ARQ連續(xù)ARQ協(xié)議滑動確認：對按照順序到達的最后一個分組發(fā)送確認滑動窗口機制DNS（域名系統(tǒng)）是因特網(wǎng)使用的命名系統(tǒng)，用來把便于人們使用的機器名字轉(zhuǎn)換為IP地址域名層次樹狀結(jié)構(gòu)域名系統(tǒng)。任何連接在因特網(wǎng)上的路由器或主機都有唯一的一個層次結(jié)構(gòu)名字，即域名。每一個域名都由標號序列組成，各個標號之間用“·”隔開分為三級域名、二級域名、頂級域名：域名服務(wù)器的層次結(jié)構(gòu)域名服務(wù)器劃分區(qū)，域名服務(wù)器劃分為以下四種不同類型：根域名服務(wù)器（最高層次也是最重要的域名服務(wù)器）、頂級域名服務(wù)器、權(quán)限域名服務(wù)器、本地域名服務(wù)器統(tǒng)一資源定位符（URL）萬維網(wǎng)（www）使用統(tǒng)一資源定位符URL來標志萬維網(wǎng)上的各種文檔，并使每一個文檔在整個因特網(wǎng)范圍內(nèi)具有唯一標識符。URL又簡稱網(wǎng)址URL相當(dāng)于一個文件名在網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)擴展：<協(xié)議>://<主機>:<端口>/<路徑><主機>指的就是該主機在因特網(wǎng)上的域名<端口><路徑>通?？梢允÷?。HTML超文本標記語言是一種制作萬維網(wǎng)頁面的標準語言，它消除了不同計算機之間信息交流的障礙。HTTP超文本傳送協(xié)議萬維網(wǎng)客戶程序與萬維網(wǎng)服務(wù)器程序之間的交互應(yīng)遵循的協(xié)議：HTTP超文本傳輸協(xié)議定義了瀏覽器（萬維網(wǎng)客戶進程）怎樣向萬維網(wǎng)服務(wù)器請求萬維網(wǎng)文檔，以及服務(wù)器怎樣將文檔傳送給瀏覽器。HTTP使用了面向連接的TCP作為運輸層協(xié)議，保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?，HTTP本身是無連接的。協(xié)議本身也是無狀態(tài)的，其有兩種工作方式：流水線工作方式和費流水線工作方式。超文本超文本指包含指向其他文檔的連接的文本，一個超文本有多個信息源鏈接而成。超文本是萬維網(wǎng)的基礎(chǔ)?；顒游臋n活動文檔程序可與用戶直接交互，并可連續(xù)地改變屏幕的顯示?；顒游臋n(activedocument)技術(shù)把所有的工作都轉(zhuǎn)移給瀏覽器端。每當(dāng)瀏覽器請求一個活動文檔時，服務(wù)器就返回一段程序副本在瀏覽器端運行。瀏覽器和服務(wù)器把活動文檔看成是靜態(tài)文檔。SMTP簡