計算機網路概述

TCP/IP四層模型 TCP/IP五層模型 OSI七層模型

應用層

應用層 應用層 表示層

會話層

傳輸層 傳輸層 傳輸層

網路層 網路層 網路層

網路介面層 數據鏈路層 數據鏈路層

物理層 物理層

什麼是計算機網路？在硬體方面通過線纜將網路設備和計算機連接起來，在軟體方面，操作系統、應用軟體和應用程序通過通信線路互連，實現資源共享和信息傳遞。

計算機網路的功能：資源共享、數據通信、增加數據的可靠性、提高系統的處理能力。

計算機網路發展：60年代-分組交換；70~80年代-TCP/IP（數量更多距離更遠的主機能夠實現數據通信）；90年代-Web技術。

網路協議（協議就是網路當中一組控制數據傳輸的規則）與標準（標準就是一致同意的規則），協議有三要素分別為語法、語義和同步，制定標準的組織有ISO、ANSI、ITU-T、IEEE。

網路類型：區域網（WAN,Wide-Area Network,1千米左右的計算機網路）和廣域網（LAN,Local-Area Network，幾十到幾千千米的計算機網路）

網路設備生產廠商：Cisco、華為

網路設備：switch（組建LAN網）、router（訪問外網，不同網路之間通信需求）

網路安全設備：防火牆（硬體防火牆和軟體防火牆）、VPN設備（從Internet中開闢出一條兩點間的隧道，提高安全性）

無線網路設備：無線寬頻路由，無線網卡，筆記本電腦有內置無線網卡，USB介面的網卡。

網路拓撲結構：點對點、匯流排型、環型、星型及擴展星型、網狀。

星型拓撲結構：switch接多台主機，在匯聚層，switch接更高級的switch，優點是易於實現、易於網路擴展、易於故障排查，缺點是中心節點壓力大，組網成本較高。為了提高安全性，有一個備用的匯聚層設備，這樣互相交錯構成了網型拓撲，成本也提高了。實際生活中，常用的是星型和網型拓撲，接入層是星型拓撲，匯聚層是網型拓撲，兩種拓撲相結合。

數制轉換：

什麼是位權？就是當前數位上的數值大小，比如125中的1的位權是100，2的位權是20。

數制統一表示方式。統一右下角括弧表示。或者數值後面跟一個字母。

常用的二進位對應的十進位數：

10101000=168

11000000=192

11110000=240

11111001=249

11=3

101=5

110=6

1111=15

11111110=254

11111111=255

1=1

10=2

100=4

1000=8

10000=16

100000=32

1000000=64

10000000=128

十進位轉換成二進位，除二取余，商為1就不再除了，將商和餘數從下到上進行排列。

二進位的優點：只需用兩種狀態的數字、容易實現，運算規則簡單，用二進位容易實現邏輯運算（真 假）。

網路帶寬：(在一定時間內通過某一網路連接的信息量)帶寬單位 縮寫 等價換算比特每秒 bit/s 1bit/s 帶寬基本單位千比特每秒 kbit/s 1kbit/s=1000bit/s兆比特每秒 Mbit/s 1Mbit/s=1000000bit/s吉比特每秒 Gbit/s 1Gbit/s=1000000000bit/s存儲量計算機的存儲量可以用位和位元組計量8位(最小單位) 1位元組1024位元組 1KB1024KB 1MB1024MB 1GB1024GB 1TB

為什麼網路帶寬跟實際不相符？10M的網路傳輸的時候不夠10M，為什麼跟實際服務商報的不一致？（B和b不一樣）

1kBps=8kbps

512kbps=64kBps

為什麼買硬碟的時候實際會小一些，買100G的硬碟，查看的時候不夠100G？

因為硬碟是按千為單位，1000M=1G，那麼1G就浪費了24M。

協議分層：

什麼是協議？網路通信中，控制數據通信的一組規則就是協議。

為什麼要進行協議分層？網路通信的過程很複雜，數據以電子信號的形式穿越介質到達正常的計算機，然後轉換成最初的形式，以便接收者能夠閱讀，為了降低網路設計的複雜性，將協議進行了分層設計。

分層後引出服務的概念

服務和服務訪問點

下層給上層提供服務。服務是網路中各層向其相鄰上層提供的一組操作。

服務訪問點（SAP）

-N+1層實體是N層的SAP來使用N層所提供的服務。

-SAP相當於相鄰層之間的介面。

服務類型

面向連接的服務

-先建立連接再傳輸數據，之後再斷開連接

-數據傳輸過程中，數據包不需要攜帶目的地址

-保證數據傳輸的可靠性

無連接的服務

-不需要事先建立連接，直接發送數據

-每個報文都帶有完整的目的地址

-不保證報文傳輸的可靠性

OSI七層模型解析（按協議分層）下層給上層提供，有服務訪問點即介面

數據單元（統稱為PDU）（協議數據單元）

應用層 APDU

表示層 PPDU

會話層 SPDU

傳輸層 TPDU

網路層 報文

數據鏈路層 幀

物理層 比特

物理層：建立、維護、斷開物理連接，定義了介面及介質（各網路設備廠商按統一標準生產），實現了物理層數據（比特流）的傳輸。物理層設備有網卡。

數據鏈路屋：建立邏輯連接、進行硬體地址定址、差錯校驗等功能、通過MAC地址實現數據的通信，幀包裝、幀傳輸、幀同步。交換機工作在數據鏈路層。

實現不同網路主機間的通信。

網路層：進行邏輯地址（IP 地址）定址、實現不同網路之間的通信，定義了IP地址，為數據傳輸選擇最佳路徑，路由器工作在網路層。

找到目標主機後，還要找到目標主機里的程序。要實現程序和程序之間的互連。

傳輸層：定義傳輸數據的協議埠號，以及流控和差錯校驗（流量和差錯控制都屬於可靠機制），實現了程序與程序的互連，可靠（TCP）與不可靠（UDP）的傳輸。傳輸層設備有防火牆（阻止惡意程序的入侵和攻擊）。

會話層：建立、管理、中止會話，例如斷點續傳。（下載一半就斷了，或者提示是否繼續下載）

表示層：數據的表現形式，如加密、壓縮。

應用層：網路服務與最終用戶的一個介面。應用層的設備有計算機。

最常用的應用層的協議是HTTP，它在傳輸層對應的埠是80。

OSI的七層框架功能應用層 網路服務與最終用戶的一個介面表示層 數據的表示、安全、壓縮會話層 建立、管理、中止會話傳輸層 定義傳輸數據的協議埠號，以及流控和差錯校驗網路層 進行邏輯地址定址、實現不同網路之間的路徑選擇數據鏈路層 建立邏輯連接、進行硬體地址定址、差錯校驗等功能物理層 建立、維護、斷開物理連接

TCP/IP四層模型

TCP/IP五層模型

實際應用使用的就是TCP/IP模型，但OSI更易於理解

TCP/IP協議族的組成：應用層：HTTP，https，FTP,TFTP,SMTP,SMTP,POP3,SNMP,DNS,telnet傳輸層：TCP,UDP網路層：ICMP,IGMP,IP,ARP,RARP數據鏈路層和物理層：由底層網路定義的協議（需要記憶的是上三層的協議）

數據傳輸：

數據在傳輸的過程中從上層入下層進行封裝，對於接收方從底層到頂層進行解封裝。

對應不同層次的數據的名字：

應用層：上層數據

傳輸層：數據段 segment

網路層：數據包（或者叫報文）packet

數據鏈路層：數據幀 frame

物理層：比特流 bit

設備與層的對應關係：應用層：計算機傳輸層：防火牆網路層：路由器數據鏈路層：交機物理層：網卡

總結：數據在網路中的通信過程，什麼是計算機網路，網路的功能和發展，發展的三個階段，協議和標準的概念，規則，WAN和LAN，拓撲（星型拓撲和網型拓撲），數制知識，分層為了降代網路設計複雜性，方便定位網路故障，分層後又知道了服務的概念，下層給上層提供服務，SAP提供服務介面，面向連接和無連接的服務，是否需要目的地址，可靠與不可靠。連接元素，請求指示響應和確認四個元素。封裝和解封裝。每一層有什麼協議、數據單元是什麼、有什麼對應的設備。