【计算机网络】网络基础
1. 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分類(按規(guī)模)
- 局域網(wǎng):覆蓋范圍10公里以下,一般以學(xué)校、公司等為單位組建
- 廣域網(wǎng):覆蓋范圍幾十公里到幾萬公里,橫跨國家、大洲,形成全球性計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)
- 城域網(wǎng):位于局域網(wǎng)與廣域網(wǎng)之間,覆蓋范圍幾十公里
2. 協(xié)議分層
1)OSI參考模型
該模型分為7層,只是對各層的作用做了一系列粗略的界定,并沒有對協(xié)議和接口進(jìn)行詳細(xì)的定義。
| 7 | 應(yīng)用層 | 為應(yīng)用程序提供服務(wù)并規(guī)定應(yīng)用程序中通信相關(guān)的細(xì)節(jié)。包括文件傳輸(FTP)、電子郵件(SMPT)、遠(yuǎn)程登陸(Telnet)等協(xié)議 |
| 6 | 表示層 | 主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換(設(shè)備固有數(shù)據(jù)格式->網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)傳輸格式)。將應(yīng)用處理的信息轉(zhuǎn)換為適合網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)母袷?#xff0c;或?qū)碜韵乱粚拥臄?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為上層能夠處理的格式。 |
| 5 | 會話層 | 建立和斷開通信連接 |
| 4 | 傳輸層 | 管理兩個節(jié)點(diǎn)間的數(shù)據(jù)傳輸,確保數(shù)據(jù)被可靠的傳送到目標(biāo)地址 |
| 3 | 網(wǎng)絡(luò)層 | 網(wǎng)絡(luò)尋址、路由選擇 |
| 2 | 數(shù)據(jù)鏈路層 | 負(fù)責(zé)物理層面上互連的、節(jié)點(diǎn)間的通信傳輸(數(shù)據(jù)幀的生成與接收) |
| ! | 物理層 | 負(fù)責(zé)0、1與電壓高低、光的閃滅之間的轉(zhuǎn)換 |
2) TCP/IP四層模型
| 4 | 應(yīng)用層 | 決定了向用戶提供應(yīng)用服務(wù)時通信活動。對應(yīng)OSI的應(yīng)用層、表示層、會話層 |
| 3 | 傳輸層 | 提供處于網(wǎng)絡(luò)連接中的兩臺計(jì)算機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳輸。包含TCP、UDP |
| 2 | 網(wǎng)絡(luò)層 | 處理網(wǎng)絡(luò)上流動的數(shù)據(jù)包,選擇傳輸路線并將數(shù)據(jù)包傳送給對方 |
| 1 | 數(shù)據(jù)鏈路層 | 處理連接網(wǎng)絡(luò)的硬件部分,對應(yīng)于OSI的數(shù)據(jù)鏈路層、物理層 |
3. 傳輸方式的分類
1)面向有連接型與面向無連接型
面向有連接型
在發(fā)送數(shù)據(jù)之前,需要在兩臺主機(jī)之間建立一條通信線路。在通信傳輸前后,需要進(jìn)行建立和斷開連接的處理。如果與對端之間無法通信,就可以避免發(fā)送無謂的數(shù)據(jù)。
面向無連接型
不需要建立和斷開連接,發(fā)送方可以在任何時候自由發(fā)送數(shù)據(jù),接收端也不知道自己何時會接收數(shù)據(jù)。因此接收端需要時常確認(rèn)是否收到了數(shù)據(jù)。(不需要確認(rèn)對端是否存在,即使對方不存在,也可以發(fā)送數(shù)據(jù))
2)電路交換與分組交換
電路交換
通信之前,在通信雙方之間建立一條被雙方獨(dú)占的物理通路。建立連接以后,用戶可以一直使用這條電路,直至該連接被斷開為止。
然而,如果用戶獨(dú)占一條線路,其他用戶只能等該用戶使用完畢后才有機(jī)會使用這條線路收發(fā)數(shù)據(jù),造成效率低下。
分組交換
將數(shù)據(jù)分成多個數(shù)據(jù)包,按照一定的順序排列后發(fā)送。每個數(shù)據(jù)包首部都有發(fā)送端與接收端的地址,所以即使一條線路為多用戶提供服務(wù),也可以明確區(qū)分每個數(shù)據(jù)包的收發(fā)地址。通信中的線路為共享線路。
分組交換大致流程:發(fā)送端將數(shù)據(jù)分組發(fā)送給路由器(分組交換機(jī)),路由器收到數(shù)據(jù)后,先緩存到自己的緩沖區(qū),再轉(zhuǎn)發(fā)給目標(biāo)計(jì)算機(jī)。
3)根據(jù)接收端數(shù)量分類
單播(Unicast)
1對1通信
廣播(Broadcast)
將消息從一臺主機(jī)發(fā)送給與之相連的所有其他主機(jī)。進(jìn)行廣播通信的計(jì)算機(jī)有一個廣播范圍,只有在這個范圍里的計(jì)算機(jī)才能接收到廣播消息,該范圍稱為廣播域。
多播
多播與廣播類似,也是將消息發(fā)送給多個主機(jī),不同在于多播要限定某一組主機(jī)作為接收端。
任播
在特定的多臺主機(jī)中選出一臺作為接收端的一種通信方式。與多播的不同在于:任播從目標(biāo)主機(jī)群中選擇一臺最符合網(wǎng)絡(luò)條件的主機(jī)作為目標(biāo)主機(jī)發(fā)送消息。通常,所被選中的那臺特定主機(jī)將返回一個單播信號,隨后發(fā)送端主機(jī)會只跟這臺主機(jī)進(jìn)行通信。(應(yīng)用:DNS根域名解析服務(wù)器)
4.網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成要素
1) 通信媒介與數(shù)據(jù)鏈路
2) 網(wǎng)卡
網(wǎng)絡(luò)接口卡(NIC),又叫網(wǎng)絡(luò)適配器,LAN卡。任何一臺計(jì)算機(jī)在連接網(wǎng)絡(luò)時,必須使用網(wǎng)卡。
3)中繼器
中繼器是OSI模型的第1層——物理層面上延長網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備又電纜傳過來的信號由中繼器的波形調(diào)整和放大后再傳給另一個電纜。可以在不同媒介之間完成轉(zhuǎn)接,但不能在傳輸速度不同的媒介之間進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。
通過中繼器進(jìn)行的網(wǎng)絡(luò)延長,其距離也并非可以無線擴(kuò)大。例如一個10Mbps的以太網(wǎng)最多可以由4個中繼器分段連接,而一個100Mbps的以太網(wǎng)最多只能連2個中繼器。
有些中繼器可以提供多個端口的服務(wù),每個端口都可以成為一個中繼器。
4)網(wǎng)橋/2層交換機(jī)
網(wǎng)橋是OSI模型的第二層——數(shù)據(jù)鏈路層上連接兩個網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備。它能識別數(shù)據(jù)鏈路層中的數(shù)據(jù)幀,并將這些數(shù)據(jù)幀臨時存在內(nèi)存中,再重新生成信號作為一個全新的幀轉(zhuǎn)發(fā)給相鄰的另一個網(wǎng)段。由于能夠存儲這些數(shù)據(jù)幀,網(wǎng)橋能夠連接傳輸速率不同的數(shù)據(jù)鏈路,并且不限制連接網(wǎng)段的個數(shù)。
5)路由器/3層交換機(jī)
路由器實(shí)在OSI模型的第三層——網(wǎng)絡(luò)層上連接兩個網(wǎng)路,并對分組報文進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)的設(shè)備。網(wǎng)橋根據(jù)物理地址(MAC地址)進(jìn)行處理,而路由器則是根據(jù)IP地址進(jìn)行處理。由此,網(wǎng)絡(luò)層中的地址就成了IP地址。
6)4~7層交換機(jī)
負(fù)責(zé)處理OSI模型中從傳輸層到應(yīng)用層的數(shù)據(jù)。負(fù)責(zé)帶寬控制等,應(yīng)用場景有加速器、防火墻等。
7)網(wǎng)關(guān)
網(wǎng)關(guān)是OSI模型中負(fù)責(zé)從傳輸層的數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換和轉(zhuǎn)發(fā)的設(shè)備。雖然與4~7層交換機(jī)都是處理傳輸層及以上的數(shù)據(jù),但是不同在于網(wǎng)關(guān)不僅轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù),還負(fù)責(zé)對數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換,在兩個不同的協(xié)議之間進(jìn)行翻譯,最終實(shí)現(xiàn)兩者之間的通信。
總結(jié)
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