网络操作系统

1、计算机网络概述

1.1 计算机网络的拓扑结构

星形拓扑结构：每一个中心结点通过点—点方式与若干个远程结点相连，使网络的拓扑结构呈 现放射状的星形。

树形拓扑结构

公用总线型：将若干个网络工作站(结点)分别通过一个连接器，连接到一条高速公用总线上所形 成的网络拓扑结构

环形网络结构：这是通过点—点的连接方式，将所有的转发器连接成一个环形，其中的每个转发器可 用于连接一个网络工作站，站上的信息通过转发器传送到环路上，信息在环路上只作单方 向流动。

网状形拓扑结构：由通信子网和资源子网构成，任意资源子网的通信通过通信子网进行。

1.2 计算机广域网络

1.2.1 公用电话交换网

在两个或多个结点之间建立暂时通信线路(或链路)的操作。建 立链路的操作是由交换中心完成的。两个结点在通信之前，须先建立链接，然后源结点把信息 通过该链路发送给交换中心，再由交换中心把信息转发到目标结点，通信结束后便拆除该链接。

1.2.2 分组交换网

采用 存储——转发的工作方式

分组交换网是以分组作为传输的基本单位。一个分组由分组头和正文两部分组成。正 文是用户要传送的信息，而分组头则是用于控制该分组在网络中传输所必需的(控制)信息。 当源主机要发送一份报文时，须首先将报文分解成若干个定长的信息正文段，并为每个正 文段配上分组头，形成若干个分组，然后再逐个地发送分组。网络中的中继结点即分组交 换设备 PSE 先将各分组接收下来，存储在定长的多个分组缓冲区中，再对所接收的信息进 行差错检测，若无错，再为每个分组选择一条适当的传输路由，并将分组转发出去。

1.2.3 帧中继网

存储——转发方式，帧交换方 式中传输的基本单位是帧，其长度是可变的。

1.2.4异步传输方式(ATM)

  传输原理：ATM 是以信元(Cell)为基本传输单位的。信元由信头(5 个字节)和信息段(48 个字节)组 成，

                        ATM 通过信头来识别信元。传输每个信元花费时间相同，在每个时间片内传输一个信元。

交换方式：定长交换和时间片交换

 

1.3 网络互连

网络互连设备有集线器，路由器，网关，交换机

集线器：工作在物理层，通过集线器可以实现多台电脑的互联互通。采用广播方式传送数据，集线器所有端口

               共享带宽

交换机：工作在数据链路层，第一次采用广播方式传送数据，之后会依据自己的mac地址表进行有目的的传送，交换机

               的每一个端口独享带宽。

路由器：工作在网络层，依据ip地址有目的的传送，分割广播域，防火墙功能

 

2、网络体系结构

2.1 开放系统互连参考模型 OSI/RM

分为七层，从低到高：物理层，数据链路层，网络层，传输层，会话层，表示层，应用层

物理层功能：(1) 物理链接的建立与拆除(2) 物理服务数据单元传输。(3) 物理层管理。

数据链路层功能：(1) 数据链路连接的建立和释放 (2) 数据链路协议数据单元的形成：将数

                           据链路服务数据单元配上数据链路协议控制信 息，形成数据链路协议数据单元。

                            （3）流量控制（4）差错检测和恢复

网路层功能：(1) 网络连接服务（2）路由选择(3)分段和组段(4)流量控制（5）差错检测和恢复

 

2.2 TCP/IP 网络体系结构

由网络互连协议 IP 和传输控制协议 TCP 一起，构成了著名的 TCP/IP 协议

模型

网络访问层：对应于osi/rm的数据链路层和物理层，主要关注于两个端系统之间的数据通信，

                      以及两个端系统借以通信的网络类型

网络互连层：ip协议提供面向无连接，不可靠的传输服务，ip用于异构型网络和路由选择

传输层：传输层中最主要的协议是传输控制协议 TCP(Transmission Control Protocol)，

                它所提供 的是面向连接的、可靠的端—端通信机制。

应用层：在应用层就有许多应用层协议，如用于支持文件传输的文件传输协议 FTP、

           提供 电子邮件服务的简单邮件传送协议 SMTP、远程登录协议 TELNET

 

 

2.3 ipv4协议

功能：寻址，分段和组段，路由选择

ipv4规定ip地址为32位，分为两部分，网络号和主机号

• 网络号码字段（Net-id）。IP地址的网络号码字段用来标识一个网络，网络号码字段的前几位用来区分IP地址的类型。

• 主机号码字段（Host-id）。主机号码字段用来区分一个网络内的不同主机。对于网络号相同的设备，无论实际所处的物理位置如何，它们都是处在同一个网络中。

2.4、传输层协议 TCP 和 UDP

1) 传输控制协议 TCP

TCP 则提供了面向连接的、 可靠的端—端通信机制。

面向连接：在端系统要传送数据前，应先进行端—端之 间的连接；在数据传送完后，应拆除连接

可靠：，即使网络层(通信子网)出现了 差错，TCP 协议仍能正确地控制连接的建立、数据的传输和连接的释放

tcp采用确认重发机制，还有流量控制来保证可靠性。

确认重发机制：接收方每收到一个 正确的数据段时，都应根据数据段中的发送序号，给发送方回送一个用于

                       确认的 ACK 段。 如果所接收的数据有错，则要求对方重发

2) 用户数据报协议 UDP

一种无连接的、不可靠的协议，传输速率高，适用于对准确度要求不高，实时性要求高的业务。

 

2.5、局域网参考模型（lan/rm）

 

2.6 ip地址和域名

1) IP 地址

IP 地址是在 Internet 中主机(包括工作站、服务器、路由器等)的地址标识，且在整个Internet中是唯一的。

每个主机的 IP 地址都是由网络标识和主机标识两部分组成，可分为 A、B、C 三类。 A 类 IP 地址用第

1 个字节作为网络标识，用后 3 个字节作为主机标识；B 类 IP 地址用前两 个字节作为网络地址，后

两个字节作为主机标识；C 类地址用前 3 个字节作为网络地址标识， 后一个字节作为主机地址标识。

2）域名

域 名则是面向用户的主机标识符，它便于人们的理解和记忆。IP 地址和域名之间一一对应

 

2.7 web服务

Web 是一种信息检索工具，Web 检索则可以一次从多 台主机中找到所需数据，且允许在

 这多台主机中使用不同类型的数据。

2.7.1超文本标记语言html

HTML 是用于创建超文本文件的编程语言。可用该语言向普通文件中添加一些特殊的 标识符，

使在所生成的文件中，含有其它多种类型的文件，如声音，图像等，我们把这种 文件称为超文本文件。

2.7.2 超文本传输协议httP

利用该协议来传输 简单的文本、超文本、声音信号和图像，以及任何在 Internet 上可以访问的信息。

 

HTML 中还引入了一个特殊的参数 URL(Uniform Resource Locator)，URL 是一个简单 的格式化

定位器(字)，用于描述浏览器在检索资源时所用的协议、资源所在的主机名、资源 的路径名和文

件名。URL 的一般格式为： 协议 +“: //”+ 主机域名或 IP 地址 +“：”或“/”+ 路径名或文件名

例子    http://WWW.netscape.com/index.html

          协议名  主机名 文件路径与文件名

 

3、客户/服务器模式(c/s)

一般建立在专用网络上，客户机和服务器端需要安装特定的软件，服务器端的修改或升级都会导致客户端相应软件的更改升级。

随着应用的增多，会使得客户端变得非常臃肿，不利于维护。

4 浏览器/服务器模式（B/S）

建立在广域网，web浏览器，web服务器，数据库服务器共同构成了B/S模式。

客户机不是直接去访问 Internet 中的(数据库)服务器，而是访问 Web 服务器，再由 Web 服务器代理客户机去访问某个(些)(数据库)服务器。

只需要在客户机上安装一个web浏览器就可以访问到不同的应用，有利于后期的维护。

5、域名解析过程

当一个用户 A 进程要查询用户 B 所在主机的域名时，他可以按下述步骤进行：

(1) 客户首先向本地域名服务器发出查询请求包 IP(netlab.cs.nakai.edu.cn)；

(2) 如 果 本 地 服 务 器 不 知 道 该 域 名 ， 便 向 顶 级 域 名 服 务 器 发 出 查 询 请 求 包 IP(netlab.cs.hankai.edu.cn)；

(3) 顶级服务器通常不知道查询的域名，但它知道所有下属域名服务器的 IP 地址 (202.113.16.10)，因此，它便将所查询的第二级域名服务器的 IP 地址，返回给本地服务器；

(4) 本地服务器又向第二级域名服务器进行查询；

(5) 由于它仍不知道所查询的域名，于是它便将所查询的第三级域名服务器的 IP 地址 (202.113.27.1)返回给本地服务器；

(6) 本地服务器又向第三级域名服务器进行查询；

(7) 由于在第三级服务器中找到了所查询的域名，于是把该域名所对应的 IP 地址 (202.113.56.10)回送给本地服务器；

(8) 由本地服务器将客户所查询的域名对应的 IP 地址传送给客户机