网络基础.docx
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网络基础
网络基础
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huafang5201987来源:
yang发布时间:
2008-10-614:
38:
31
一、计算机网络发展的三个阶段
1、研究阶段(68年~84年)
主要特征:
TCP/IP协议的研制成功。
Client/Server工作方式的实现。
实现了资源共享和分散控制等。
2、运行阶段(85年~92年)
主要特征:
Internet骨干网络的延生
网络私有化的形成
网络商业化的开始
3、应用阶段(92年~今)
主要特征:
网络发展的全球化
网络运行的商业化
网络应用的多样化
二、我国计算机网络的三个层次
1、国家经济信息化的基本通信网,
CHINAPAC:
1991建设,分组交换网。
CHINADDN:
1994建设,数字专用网
金桥工程:
1997建设,以光纤、卫星、微波、无线移动等多种方式,形成天地一体的
网络结构。
2、依托此平台开发的各种专业网络和应用网络;
金卡工程:
全民信用卡系统——电子货币工程。
金企工程:
企业生产与流通信息系统,为国家宏观调控提供科学依据。
金农工程:
农业综合管理及信息服务系统,以县城为点的农业基本情况数据库。
金关工程:
国家对外经济贸易信息网。
金税工程:
增值税专用发票计算机稽核系统工程。
企业网络:
企业总部与分部组成的异地独立网络。
教育科研网:
CERNET连接全国各大高校。
3、目前中小型企业网络的应用情况
企事业都建设了自己的局域网,而且越来越多的局域网和广域网相联。
网络硬件水平不断提高,促进了网络技术的应用,网络管理人才的需求加大。
网络管理员:
以网络互联技术为主的网络人才。
操作系统管理员:
以管理操作系统为主的网络人才。
线路维护人员:
负责网络运行的维修人员。
网络技术支持:
负责公司网络产品的技术的咨询和售后服务。
网络互联基础
一、OSI七层协议
OSI(OpenSysteminterconnection)开放系统互连参考模型
ISO(InternationalStandardsOrganization)国际标准化组织
1、物理层
机械性能:
接口的型状,尺寸的大小,引脚的数目和排列方式等。
电气性能:
接口规定信号的电压、电流、阻抗、波形、速率及平衡特性等。
工程规范:
接口引脚的意义、特性、标准。
工作方式:
确定数据位流的传输方式,如:
单工、半双工或全双工。
物理层协议有:
美国电子工业协会(EIA)的RS232,RS422,RS423,RS485等;
国际电报电话咨询委员会(CCITT)的X.25、X.21等;
物理层的数据单位是位(BIT),典型设备是集线器HUB。
2、链路层
链路层屏蔽传输介质的物理特征,使数据可靠传送。
内容包括介质访问控制、连接控制、顺序控制、流量控制、差错控制和仲裁协议等。
链路层协议有:
协议有面向字符的通讯协议(PPP)和面向位的通讯协议(HDLC)。
仲裁协议:
802.3、802.4、802.5,即:
CSMA/CD(CarrierSenseMultipleAccesswithCollisionDetection)、Token
Bus、TokenRing
链路层数据单位是帧,实现对MAC地址的访问,典型设备是交换机Switch。
3、网络层
网络层管理连接方式和路由选择。
连接方式:
虚电路(VirtualCircuits)和数据报(Datagram)服务。
虚电路是面向连接的(Connection-Oriented),数据通讯一次路由,通过会话建立的一条
通路。
数据报是非连接的(Connectionless-Oriented),每个数据报都有路由能力。
网络层的数据单位是包,使用的是IP地址,典型设备是路由器Router。
这一层可以进行流量控制,但流量控制更多的是使用第二层或第四层。
4、传输层
提供端到端的服务。
可以实现流量控制、负载均衡。
传输层信息包含端口、控制字和校验和。
传输层协议主要是TCP和UDP。
传输层位于OSI的第四层,这层使用的设备是主机本身。
5、会话层
会话层主要内容是通过会话进行身份验证、会话管理和确定通讯方式。
一旦建立连接,会话层的任务就是管理会话。
6、表示层
表示层主要是解释通讯数据的意义,如代码转换、格式变换等,使不同的终端可以表示。
还包括加密与解密、压缩与解压缩等。
7、应用层
应用层应该是直接面向用户的程序或服务,包括系统程序和用户程序,
例如www、FTP、DNS、POP3和SMTP等都是应用层服务。
数据在发送时是数据从应用层至物理层的一个打包的过程,
接收时是数据从物理层至应用层的一个解包的过程,
从功能角度可分为三组,1、2层解决网络信道问题,3、4层解决传输问题,5、6、7层处
理对应用进程的访问。
从控制角度可分为二组,第1、2、3层是通信子网层,第4、5、6、7层是主机控制层。
二、TCP/IP协议簇
TCP/IP(TransmissionControlProtocol/InternetProtocol)已成为一个事实上的工业
标准。
TCP/IP是一组协议的代名词,它还包括许多协议,组成了TCP/IP协议簇。
TCP/IP协议簇分为四层,IP位于协议簇的第二层(对应OSI的第三层),TCP位于协议簇的第
三层(对应OSI的第四层)。
TCP和IP是TCP/IP协议簇的中间两层,是整个协议簇的核心,起到了承上启下的作用。
1、接口层
TCP/IP的最低层是接口层,常见的接口层协议有:
Ethernet802.3、TokenRing802.5、X.25、Framereley、HDLC、PPP等。
2、网络层
网络层包括:
IP(InternetProtocol)协议、ICMP(InternetControlMessageProtocol)
控制报文协议、ARP(AddressResolutionProtocol)地址转换协议、RARP(ReverseARP)反向
地址转换协议。
IP是网络层的核心,通过路由选择将下一跳IP封装后交给接口层。
IP数据报是无连接服务
。
ICMP是网络层的补充,可以回送报文。
用来检测网络是否通畅。
Ping命令就是发送ICMP的echo包,通过回送的echorelay进行网络测试。
ARP是正向地址解析协议,通过已知的IP,寻找对应主机的MAC地址。
RARP是反向地址解析协议,通过MAC地址确定IP地址。
比如无盘工作站和DHCP服务。
3、传输层
传输层协议主要是:
传输控制协议TCP(TransmissionControlProtocol)和用户数据报协
议UDP(UserDatagramrotocol)。
TCP是面向连接的通信协议,通过三次握手建立连接,通讯时完成时要拆除连接,由于TCP
是面向连接的所以只能用于点对点的通讯。
TCP提供的是一种可靠的数据流服务,采用“带重传的肯定确认”技术来实现传输的可靠
性。
TCP还采用一种称为“滑动窗口”的方式进行流量控制,所谓窗口实际表示接收能力,用
以限制发送方的发送速度。
UDP是面向无连接的通讯协议,UDP数据包括目的端口号和源端口号信息,由于通讯不需要
连接,所以可以实现广播发送。
UDP通讯时不需要接收方确认,属于不可靠的传输,可能会出丢包现象,实际应用中要求
在程序员编程验证。
4、应用层
应用层一般是面向用户的服务。
如FTP、TELNET、DNS、SMTP、POP3。
FTP(FileTransmisionProtocol)是文件传输协议,一般上传下载用FTP服务,数据端口
是20H,控制端口是21H。
Telnet服务是用户远程登录服务,使用23H端口,使用明码传送,保密性差、简单方便。
DNS(DomainNameService)是域名解析服务,提供域名到IP地址之间的转换。
SMTP(SimpleMailTransferProtocol)是简单邮件传输协议,用来控制信件的发送、中
转。
POP3(PostOfficeProtocol3)是邮局协议第3版本,用于接收邮件。
数据格式:
数据帧:
帧头+IP数据包+帧尾(帧头包括源和目标主机MAC地址及类型,帧尾是校验字)
IP数据包:
IP头部+TCP数据信息(IP头包括源和目标主机IP地址、类型、生存期等)
IP数据信息:
TCP头部+实际数据(TCP头包括源和目标主机端口号、顺序号、确认号、校
验字等)
三、TCP连接的建立
1、TCP连接通过三次握手完成。
client首先请求连接,发一个SYN包;Server收到后回应SYN_ACK包;Client收到后再
发ACK包。
即:
ClientServer
SYN--->收
<---SYN+ACK
ACK--->收
established表示建立状态,当某端发出数据包后收到了回应则进入established状态。
在TCP/IP连接时,如果两端都是established状态,则握手成功,否则是无连接或半联接状
态。
2、套接字Socket
套接字Socket由协议、IP地址和端口号组成,套接字表示一路通讯,一般是一个服务,如
www服务是TCP的80端口,Telnet是TCP的23端口。
四、IP地址划分
1、IP地址分类
IP地址有四个段,包括网络标识和主机标识两部分:
netid+hostid。
IP地址应用分为A、B、C三类,D、E类是保留和专用的。
ClassA0*******xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx
ClassB10**************xxxxxxxxxxxxxxxx
ClassC110*********************xxxxxxxx
ClassD1110****************************
ClassE1111****************************
2、地址区间
址址类地址区间网络数主机数
A类1.0.0.1~126.255.255.25427-2=126224-2=16777214
B类128.0.0.1~191.255.255.254214-2=16382216-2=65534
C类192.0.0.1~223.255.255.254221-2=209715028-2=254
D类224.0.0.1~239.255.255.255228=2684354560
E类240.0.0.1~255.255.255.255228=2684354560
3、特殊地址
主机地址全0表示为一个网络地址。
主机地址全1表示为对应网络的广播地址。
全0的IP地址:
0.0.0.0,表示本机地址,只在启动过程时有效。
全1的IP地址255.255.255.255,表示本地广播(有的软件不支持)。
私有地址:
10.0.0.0-10.255.255.255
172.16.0.0-172.31.255.255
192.168.0.0-192.168.255.255
127.0.0.0网络是回环网络loopback,用于本机测试。
例如:
ping127.0.0.1是测试本机网卡是否工作正常。
4、子网掩码
子网掩码用来区分网络地址和主机地址,标准的子网掩码为:
A类:
1.0.0.1~126.255.255.254netmask:
255.0.0.0
B类:
128.0.0.1~191.255.255.254netmask:
255.255.0.0
C类:
192.0.0.1~223.255.255.254netmask:
255.255.255.0
子网掩码和IP地址的“与”运算得出对应的网络地址。
如果将子网掩码“1”的位数增加则网络地址数增加,形成子网。
相当于网络的分隔。
如果将子网掩码“1”的位数减小则网络地址数减少,形成超网。
相当于网络的聚合。