第一章 计算机网络概述

明晰几个概念

局域网：覆盖范围比较小，自己花钱买设备，带宽固定，自己单位来维护 ，网线100米以内，接口带宽10M/100M/1000M

广域网:距离比较远（距离不是唯一判定标准），花钱租带宽，由其他人进行维护

Internet: 由许多的 ISP组成，有自己的机房，对网民提供访问Internet的连接

交换机(星型结构)：汇聚交换机用于，连入互联网，让后为接入层交换机提供网络接口；接入层交换机连接的是各种用网设备。交换机的作用是多态设备之间进行数据交换或者传输，但不会发生拥塞。如果交换机是 100M带宽的，就意味着每一个交换机的端口都是 100M的。但是汇聚交换机的带宽应该大于接入层交换机的带宽，否则容易发生拥塞。规范的局域网设置应该是分层的。

ISP(internet service provider): Internet服务提供商,Internet由各个 ISP连接而成

连接广域网的方式有： ADSL、光纤

计算机网络在信息时代的作用：

网络、互联网、因特网的概念：

网络：在一个不超过100米的范围内，多台计算机通过交换机连接成的局域网就为一个网络（许多计算机连接在一起）

互联网：多个网络通过路由器连接而成的更大的网络称为互联网（许多网络连接在一起）

英特网：英特网是全球最大的一个互联网

因特网的标准化工作（由因特网协会ISOC完成）：

英特网的组成：


因特网的核心部分值得是能够让所有计算机能够通讯的网络，接入到核心部分的计算机都属于边缘部分

因特网边缘部分用到的技术：

客户服务器方式：

对等连接方式：

特点：网络边缘的计算机既是客户机也是服务器，可以请求服务，也可以为其他计算机提供服务。

因特网的核心（数据交换方式）

• 电路交换：典型的应用就是打电话
  
  当电话A和B需要通信时，就在交换机内部为A和B建立一个连接

​ 具体过程如下图所示：

电路交换适合于数据量很大的实时性传输（音视频），核心路由器之间可以使用电路交换

• 分组交换方式（计算机网络数据传输所用到的技术）
  
  每一个需要发送的文件称为一个报文，单独发送太大，把文件分成多个数据，并在每个数据头部写上地址

路由器的功能：存储转发

• 报文交换：报文交换，整个文件不进行分组，直接加上原地址和目标地址在网络上传输
  • 报文一般比分组长的多
  • 报文交换的时延较长

计算机网络的性能

• 速率：连接再计算机网络上的主机在数字信道上传送数据位数的速率，也称为data rate或bit rate.单位是b/s、kb/s、Mb/s、Gb/s.
• 带宽：数字通信领域中，数字信道所传送的最高数据率。单位是b/s、kb/s、Mb/s、Gb/s.
• 吞吐量：在单位时间内通过某个网络的数据量。单位b/s、Mb/s、等。
• 时延：可以细分为一下四种
  

其中：发送时延=数据块的长度(比特)/信道带宽(比特/秒)

​ 传播时延=信道长度(米)/信号在信道上的传播速率(米/秒)

​ 处理时延是网络结点的存储转发处理时间

​ 排队时延是网络结点缓存队列的排队时间

• 时延带宽积：等于传播时延乘于链路带宽
• 往返时间（RTT ，Round-Trip Time）:从发送方发送数据开始，到发送方收到接收方确认的时间
• 利用率（利用率越高，时延越大）
  • 信道利用率=有数据通过的时间/(有+无)数据通过的时间
  • 网络利用率=信道利用率加权平均值

计算机网络的非性能指标：费用、质量、标准化、可靠性、可扩展性、可升级性、管理与维护

计算机网络的体系结构

几个基本的概念

• ISO ：国际标准化组织
• OSI/RM ：互联网法律上的国际标准
• TCP/IP Suit:因特网事实上的国际标准
• Network Protocols：数据交换遵循的规则、标准或约定
• 网络体系结构：计算机网络各层及其协议的集合

OSI(开放式互联参考模型)七层参考模型如下图所示：

分层可以理解为分步骤，分层有利于标准化，各层之间互不影响

• 应用层：能够产生网络流量、能够和用户交互的应用程序

• 表示层：数据是否进行加密和压缩，开发人员需要考虑的问题。例如编码格式出现的乱码现象就是表示层出现的问题

• 会话层:服务和客户端建立的会话（可以通过命令netstat -n查看本地电脑所建立的会话），利用会话层可以用来查电脑是否中木马（netstat -nb可以查看木马的名称），木马程序是盗窃信息，而病毒是消耗计算机资源或者破坏系统。Windows命令的参数可以通过命令加问号的方式获取。
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• 传输层：可以进行可靠传输（不可丢包，否则重传，需要建立会话）和不可靠传输（不建立会话，比如说QQ聊天，浏览器域名解析）以及流量控制等功能

• 网路层：主要负责选择最佳路径，IP地址编址

• 数据链路层：主要规定了数据如何封装、添加物理成地址(MAC地址)

• 物理层：规定了电压以及接口标准

网络排错：一般从底层向高层排错，因为底层的错误更容易排查出来

网管三大法宝：重装、重启、格式化（手动狗头）

网络安全和OSI参考模型

• 物理层安全
• 数据链路层安全
• 网路层安全
• 应用层安全：SQL注入漏洞、上传漏洞

TCP/IP四层模型

谢希仁《计算机网络》这本书是按照五层来讲解的，分别是应用层、传输层、网络层、数据链路层、物理层

开放系统信息交换涉及的几个概念：

• 实体(entity):交换信息的硬件或软件进程
• 协议(protocol):控制两个对等实体通信的规则
• 服务(service)：下层向上层提供服务，上层需要使用下层提供的服务来实现本层的功能
• 服务点访问(SAP)：相邻两层实体间交换信息的地方
  
  五层协议对应的数据单元
  
  客户进程和服务进程使用TCP/IP协议进行通信
  

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