04计算机基础--计算机网络

计算机网络netWord

一、计算机网络概念
二、网络分类
三、计算机网络组成
- 1、硬件
- - **网卡（Netword Interface Card）/网络适配器**
  - 传输介质
  - 传输设备
- 2、软件
四、网络拓扑结构（Computer Netword Topology ）
五、计算机网络通信模型
- 1、计算机网络体系
- 2、OSI（open system interconnection）模型：开放系统互联模型
- - **OSI七层功能**
  - **IP地址**
  - **IP地址分类**
  - **IP地址分配原则**
  - OSI模型数据封装与解封装
  - 总结
- 3、TCP/IP模型：
六、计算机网络通信协议（了解即可）
- HTTP协议（应用层）-超文本传输协议：
- HTTPS/SSL/TSL协议（应用层）：
- 其他应用层协议
- TCP与UDP（传输层）
七、计算机网络通信对象

一、计算机网络概念

把不同物理计算机通过软硬件连接起来，实现资源共享、信息交互、集中管理的计算机系统

二、网络分类

按覆盖区域：
- 局域网（Local Area NetWord）：以太网是应用最广泛的局域网
- 城域网（Metropolit Area Netword）：城市内建立的计算机网络，属于宽带局域网，百M速率。
- 广域网（Wide Area Network）/远程网：绝对安全，企业内链接，
- 互联网/因特网（Internet）：基于TCP/IP 网络协议连接的全球各个国家地区的计算机，全球性的巨大的计算机网络体系
  - 万维网（world wide web）：通过 web客户端（浏览器）访问web服务器
按所有者：
- 私网（局域网、城域网、广域网）：
- 公网（互联网）：
按连接方式：
- 有线：
- 无线：

中国互联网发展-运营商：
电信：南电信+被网通；
新移动：移动+铁通）（收购）；
新联通：（联通+网通）（合并）；

三、计算机网络组成

1、硬件

网卡（Netword Interface Card）/网络适配器

有全球唯的MIC地址：用12位16进制数来表示（前6位厂商，后6位流水号）

查看MIC地址：

控制面_—网络----更改适配器 — 网络— -状态— 详细信息:物理地址

cmd----ipconfig /all

传输介质

网线（双绞线…）：双线绞在一起，可以减少信号丢失，衰减

电缆：电视信号线
光缆：
无线电波

传输设备

中继器：放大信号；有线信号转无线
集线器（hub）（多接口的中继器）：共享带宽
网桥：连接不同的网络，一次只能2个
交换机（多端口的网桥）：分固定端口与不固定端口
猫（调制/解调器）：数字信号转模拟信号（调制），模拟信号转数字信号（解调）
路由器（router）/网关设备: 链接不同速率协议的局域网、城域网；信号分发

2、软件

Linux与Windows相比，开源、免费、安全、操作简单

操作系统：
Windows / mac os / linux / …
Android / ios …
驱动程序：（网卡驱动：与网卡一起完成数据收发的程序）
通行协议：
应用软件：浏览器、即时通讯软件、…

四、网络拓扑结构（Computer Netword Topology ）

指网络形状，组网过程中，网线和设备组成的几何形状
总线型（基本淘汰）： 单一的通信线路，所有站点直接连接到总线上

优点：结构简单，布线容易，易扩展
缺点：总线故障，全部瘫痪

环形： 各个站点通过通信线路连接成一个闭合的环。
• 优点：是结构简单、传输延时确定。
• 缺点：是扩展、维护不便
• 应用：地铁、高速公路、发电、油厂、气厂、矿山、冶金

Eg. 1发给3，2先接到发现不是自己的继续传，等3接收后释放，其他才可以发送

网状： 两两相连的连接方式

优点：网络稳定，可靠性高
缺点：维护困难
应用：广域网广泛应用

星型：（常用） 各站点通过点到点的链路直接连接到转接结点上

优点：结构简单，易于管理
缺点：交换机/集线器故障，整个节点瘫痪
应用：小型局域网，可以和总线型混合使用。

树形：（常用，星型升级版）

优点：易拓展
缺点：对根结点的依赖性太大，相邻或同层结点之间不能直接传递信息
应用：大型网络中广泛使用

五、计算机网络通信模型

1、计算机网络体系

分层：复杂问题分解，下层为上层服务

2、OSI（open system interconnection）模型：开放系统互联模型

只有模型理论没有应用

OSI七层功能

应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层、物理层

应用层：处理网络应用，提供程序间通信，协议有HTTP、FTP、Telnet、SMAP/POP3
表示层：处理数据，格式化、转码、加密解密等
会话层：管理回话，记录，协议SSL
传输层：选择传输协议，建立链接，协议有TCP/UDP
网络层：寻址（IP信息），建立网络连接，协议有IP、RAP、RARP、ICMP、IGMP
数据链路层：确定MAC地址，数据成帧

MAC（物理地址):用12位十六进制数表示，前6位厂商编号，后6位网卡流水号（cmd下ipconfig/all 命令查看）
物理层：传输数据，物理链接

数据链路层之前单位-包，数据链路层-帧
1帧=1500B，

IP地址

IPV4格式： 32位长的二进制数，一个字节8位，4个字节，一个字节用一个十进制数表示；
（分为：网络地址+主机地址）

网络地址：一个公司内(局域网)这个固定
- 主机地址：一个局域网内，唯一
子网掩码：确定IP地址中网络地址部分。
- eg: 255.255.255.0 表示ip地址的前三位是网络地址
  IPV6: IP地址从32位(ipv4),增加到128位，可以有2^128个ip地址

查看方式：cmd–ipconfig

IP地址分类

私有IP地址：不能出现在公网上，想上外网需要IP地址转换，
Eg. 局域网内用
A类一个：10.0.0.0~ 10.255.255.255
B类16个：172.16.0.0~172.31.255.255
C类256个：192.168.0.0~192.168.255.255

IP地址分配原则

只有A,B,C类可以设，DE类不能设
第一个数字不能是127： 127用来测试连接，127.0.0.1表示本地地址
(ping 127.0.0.1 测试机器上TCP/IP协议能否正常工作。)
网段不能全为0，也不能全为255.(全为0：没有任何网络，全为255：用作子网掩码）
主机位不能全为0，也不能全为255（全为0：网段地址，全为255：用作广播）
同一网段中，网络地址相同，主机地址必须唯一

OSI模型数据封装与解封装

总结

理想状态的参考模型，没有提供实现的方法；

分七层的好处：
为了使网络不同功能模块分担不同职责，减轻问题复杂程度，便于查找问题和纠错
在各层分别定义标准接口，使得具备相同的对等层的不同网络设备能实现相互操作
如果中间某一层有技术革新，只需要改动相应层，便于网络技术革新
分层，每层分别定义了不同标准，制定各个产品生产规范
eg.：硬件接口统一标，准利于行业发展

3、TCP/IP模型：

有两种：(四层应用最广泛）

五层：应用层（应用层、表示层、会话层）、传输层、网络成、数据链路层、物理层
四层：应用层（应用层、表示层、会话层）、传输层、网络层、网络接口层（数据链路层、物理层）

应用层：为各种网络应用程序进入TCP/IP通信环境提供必要的接口服务；
传输层：与OSI的传输层功能完全相同，两个主要的协议：传输控制协议（TCP）和用户数据报协议（UDP)
网络层：定义了数据分组的格式和使用方法，只负责数据分组的投递，数据传输的可靠性由上层协议来实现
网络接口层：是TCP/IP协议的运行基础，提供必要的物理网络功能

六、计算机网络通信协议（了解即可）

通信协议三要素：语义、语法、时序（先后顺序）

TCP/IP模型的主要协议
应用层: FTP、HTTP、SMTP、 DNS
传输层: TCP、UDP
互联网层: IP、ICMP、 ARP、 RARP

HTTP协议（应用层）-超文本传输协议：

基于请求/响应【客户端/服务器】的无状态协议
端口：默认80

特点：
简单快速，灵活：允许传输任意类型的数据对象
无连接：每次连接就处理一个请求，处理完断开【无持续】
无状态：对于处理事务没有记忆能力:

例:

有状态	无状态
A：你今天中午吃的啥？	A：你今天中午吃的啥？
B：吃的大盘鸡。	B：吃的大盘鸡。
A：味道怎么样呀？	A：味道怎么样呀？
B：还不错，挺好吃的。	B：？？？啊？啥？啥味道怎么样?

网址解析

http://host[":"port][abs_path]

http：表示要通过HTTP协议来定位网络资源
host：表示合法的Internet主机域名或者IP地址
port：指定一个端口号，为空则使用缺省端口80
abs_path：指定请求资源的URI

例如：http://localhost:8001/zentaopms/www/index.php

响应状态

2od oK ：客户端请求成功
400 Bad Request ：客户端请求有语法错误，服务器不认识或者不理解
401 Unauthorized ：请求未经授权，非法请求
403 Forbidden ：服务器收到请求，但是拒绝提供服务
404 Not Found ：请求资源不存在，eg:输入了错误的URL
500 Internal Server Error ：服务器发生不可预期的错误
503 Server Unavailable ： 服务器当前不能处理客户端的请求，一段时间后可能恢复正常eg.服务器关机

HTTPS/SSL/TSL协议（应用层）：

（http + ssl + stl）

https:（ http+ssl/tsl 加密传输）一般认为工作在应用层，也有人说是传输层，是因为传输的是加密过的
SSL : Secure Sockets Layer安全套接层对http传输数据进行加密
TSL: Transport Layer Security传输层安全协议SSL的继任者，升级版，或者叫标准化版

其他应用层协议

FTP、SMTP/POP3、telnet(SSL替代了)

FTP: File Transfer Protocal文件传输协议:
- 默认端口：20
- 两个模式：
  ·主动模式Active Mode: 也叫 Port模式，Standard模式∶服务器发起数据传输
  ·被动模式Passive Mode: 也叫 PASV模式，Passive模式︰服务器被动接收数据传输
DNS: Domain Name System域名系统的缩写:·提供域名解析服务，把域名解析成IP
- 默认端口:53
SMTP/POP3:邮件收发协议
- SMTP:发送邮件协议，默认端口是25
- POP3:接收邮件协议，默认端口110
Telnet:远程终端控制协议。
- 默认端口:23
- 名文，不安全，已经被SSL替代了

TCP与UDP（传输层）

TCP:传输控制协议，Transmission Control Protocol。
- 提供的是面向连接、可靠的数据流传输。当客户端和服务器彼此交换数据前，必须先在双方之间建立一个TCP连接，之后才能传输数据。TCP提供超时重发，丢弃重复数据，检验数据，流量控制等功能，保证数据能顺序地从一端传到另一端.
- Tcp/IP模型的核心协议，传输层协议
- 面向连接的可靠的协议<传输之前先建立连接，完成后断开连接>
```
 三次握手 ：C---->S: 申请建立连接S---->C: 收到连接申请，确认客户端能否正确收到服务器返回信息C---->S: 确定能正确收到服务器返回信息，连接建立四次挥手：C---->S: 申请断开连接S---->C: 收到断开申请，需要等待S---->C: 允许断开C---->S: 确认断开
```

UDP
- 应用：视频传输，邮件收发
- 面向非连接，可能会丢包，速度快
总结：

小结TCP与UDP的区别:1.TCP是面向连接的服务，先建立连接再传输数据，之后再断开连接。UDP是无连接的服务，不需要事先建立连接，直接发送数据;2.Tcp保证数据的正确性，Udp可能丢包eg.视频直播选标清比高清就是少了数据包。3.Tcp传输速度慢，Udp速度快

IP/ 协议（网络层）
IPv4地址规则：32位的二进制数，4个0~255组成
网络位+主机位
Ipv6：128位二进制数，

其他网络层协议

ICMP: Internet Control Message Protocol 网络控制消息协议，用于诊断网络连通性。
- Ping命令就是ICMP协议的实际应用。
- ping [-t] [-a][-l] ip :
  -t: 不间断连续ping，手动结束ctrl+c <不加-t,默认ping三次>
  -a: 解析成ip地址eg. ping -a www.baidu.com
  -: 指定包含字节数+用多少字节去ping默认是32字节。

七、计算机网络通信对象

计算机网络三要素：计算机网络、端口、协议

端口：
- 查看：cmd—Netstat -ano
- 端口号：0~65535（2^16-1）注意端口冲突，
lNTERNET的基本服务

服务∶下层为紧邻上层提供的功能调用，internet所能实现的几种基本功能. wwW服务
电子邮件服务
文件传输服务
远程登录服务·
电子公告牌服务
其他lnternet服务

www服务(http/https)
文件传输服务(ftp)
电子邮件(smtp/pop3)
远程控制(telnet/ssl)