网络基础知识整理

一.计算机网络的发展史

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国外

•起源（1955-1970）
•DAPRPA
•1969ARPANET—internet的前身
•1981NSF成立CSnet
•主要技术特点：TCP/IP协议簇形成
•浏览器的诞生：1989年，Tim Berners Lee —>第一个web服务器和web客户机（自由开放）
•1993.4 NCSA—>Mosaic

国内

• 1987.9 北京—德国第一封邮件
• 1994.4.20实现与internet的全功能对接
• 中国各大网的建设
• 1996发布中国人写的第一个RFC1922文档、RFC3743（2004年）
• 1997中国四大网络互联互通，中科院创立管理CNNIC
• 2006年建成世界上最大的纯IPv6网络CNGI
• 2012年出现互联网+概念

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二.网络的基础概念

1.广义的网络：类似的事物连接在一起，以提供某些功能：
交通网络、自来水网络、排水管网络、邮政网络、电话网络、快递网络等。

2. 计算机网络：使用单一技术相互连接的自主计算机的互联集合：

• 单台计算机的独立自主性
• 连接介质：可以是光纤、铜线、红外、微波、卫星等
• 可呈现不同大小、形状、形式

3.互联网络：计算机网络的互相连接，internet（覆盖全球、最大的互联网络）
• 万维网（web）不是计算机网络，是构建在互联网上的分布式系统
• 拓扑
信道（信号的通道）的分布方式
常见拓扑：总线型、星型、环形、树型、网状等
最常见的拓扑：总线拓扑、星型拓扑
总线拓扑：主机挂在总线上，相互直接通达
星型拓扑：主机都挂在一个中心结点（集线器—>交换机）上，有单点故障的缺点
• 协议
一系列规则和约定的规范性描述，它控制网络中设备之间如何进行信息交换

• 数字带宽
o 单位时间内流经的信息总量，带宽越大越好，越大信息越多
o 基本单位 比特每秒bps（k、M、G）
• 吞吐量（传输时间T=信息总量S/信息带宽BW—>传输时间T=信息总量S/吞吐量P）
o 实际的、可测的的带宽
o 受网络设备和性能、用户数量、用网时间、用户计算机性能、网络拓扑、服务器的影响
• 点到点：机器之间的直接相连
• 端到端：信源机与信宿机之间的直接通信，点到点构造成端到端
• 计算机网络的分类
o 传输介质
 有线网络
 无线网络
o 计算机大小
 最小的计算机网络PAN（覆盖1m左右）
 局域网LAN（覆盖1公里左右，一个建筑、单位、学校）
 城域网MAN（覆盖10公里左右，一个城市）
 广域网WAN（覆盖100-1000公里，一个国家）
 互联网Internet（覆盖10000公里，全球
 公里数不是绝对的，主要看他是否具备局域网的技术特征

三、网络的分层

• 分层的好处
o 降低协议工作的复杂程度，各层工作独立，层之间通过接口联系
o 灵活性好，任何一层改变不影响其他层
o 减少了实现的复杂度，每层的实现技术可以不同
o 易于维护，每层可进行单独调试
o 便于标准化
• 如何进行分层
o 分层原则：信宿机第n层收到的对象应与信源机第n层发出的对象完全一致
o 分层模型：ISO OSI 七层模型、TCP/IP(DoD)四层模型
OSI七层参考模型
• 应⽤层:
o 负责应⽤程序间沟通—为用户、网络应用提供网络服务
o 如简单电⼦ֵ邮件传输（SMTP）、⽂٘件传输协议（FTP）、网络远程访问协议（Telnet）等. 我们的网络编程主要就是针对应⽤层
• 表示层：
o 将信息表示成一定形式和格式的数据流（01比特流）—压缩、解压缩、解密等
o （接受不同表现形式的信息、如文字、图像、声音等并将其数据格式转换为网络标准数据格式）
• 会话层：通信管理，负责通信主机间会话的建立、管理和拆除，协调通信双方的会话
• 传输层：负责通信主机之间（端到端）的数据传输. 如传输控制协议 (TCP), 负责可靠传输、差错恢复、拥塞控制等
• 网络层：地址管理与路由（最优路径）选择（负责将每一个分组从原机一路送达目的机）
• 数据链路层：互联设备之间的传送和识别数据帧（通过物理地址识别通信主机，提供可靠的帧传递，并做差错控制、流控等）
• 物理层：提供透明的比特流传递（可以是光信号、电信号、无线信号），只关心比特流的传输，不关心其内容
• 每一层都完成特定的功能，且每一层都利用下层为上层提供服务。第七层为用户提供服务。
TCP/IP参考模型

• 相同点
o 都进行了分层
o 都有应用层，尽管他们的服务不同，都有可比较的传输层和网络层
o 使用分层交换而不是电路交换技术
• 不同点
o TCP/IP将表示层和会话层都包含到了应用层
o TCP/IP将OSI的数据链路层和物理层包括到了一层中
o TCP/IP更简洁，但OSI更易于开发和排除故障
o TCP/IP在实践中产生是当今互联网Internet所采用的模型，而OSI仅仅停留在教科书里
• ISO参考模型并未流行的原因
o TCP/IP已经很流行了
o 参杂了太多政策的考量
o 实践庞大而笨拙