运维学习笔记（七）之T02-01计算机网络 、 数制 、 网络通信参考模型
计算机网络
计算机网络概述
什么是计算机网络
硬件方面：通过线缆将网络设备和计算机连接起来
软件方面：操作系统、应用软件、应用程序通过通信线路互连
实现资源共享、信息传递
功能
数据通信/资源共享/增加可靠性/提高系统处理能力
产生和发展
第一代计算机网络的诞生
1946年产生第一台数字计算机
1954年收发器终端的产生
60年代初，由多重线路控制器参与组成的网络，被称为第一代计算机网络。
第二代计算机网络的诞生
1964年，baran提出存储转发概念
1966年，David提出分组概念
1969年，DARRA的计算机分组交换网ARPANET投入运行
1977年OSI参考模型的提出，标志着计算机网络进入第三个阶段
网络体系的演变过程
网络协议与标准
协议：语法/语义/同步
标准：ISO（国际标准化组织）、ANSI(美国国家标准化局)、ITU-T(国际电信联盟-电信标准部)、IEEE(电气和电子工程师学会)
WAN与LAN
广域网（Wide-Area-Network）
范围：几十到几千千米
作用：用于连接，远距离的计算机网络
场景：Interent
局域网（Local-Area-Network）
范围：1km左右
作用：用于连接较短，距离内的计算机
场景：校园网、企业网
网络设备及拓扑
网络设备生产厂商
cisco（思科）、华为
交换路由设备
参考：http://www.meilele.com/article_cat-1/article-6630.html
网络安全设备
防火墙、VPN设备
无线网络设备
网络拓扑结构
线缆连接计算机和网络设备的布局
点对点
两台设备之间有一条单独的连接
专用的广域网中电路连接的两台路由器
参考：SDH（Synchronous Digital Hierarchy，同步数字体系）
总线型
一根线缆连接所有设备
主线缆必须以终结器结束，吸收末端信号
早期局域网拓扑
使用同轴线缆
环型
所有设备共享一条线缆，数据沿一个方向传输
令牌环网络
星型及扩展的星型
优点：易于实现、易于网络拓展、易于故障排查
缺点：中心节点压力大、组网成本较高
接入层、汇聚层
网状
全网状
任何节点与其他所有节点相连
提供冗余性和容错性
用于广域网中路由器之间互连
部分网状
至少有一个节点与其他所有节点相连接
用于通信骨干网
数制
介绍
计算机的数制
数制：计数的方法，指用一组固定的符号和统一的规则来表示数值的方法。
数位：指数字符号在一个数中所处的位置。
基数：指在某种进位计数制中，数位上所能使用的数字符号和个数。
位权：指在某种进位计数制中，数位所代表的大小，即处在某一位上的“1”所表示的数值的大小。
十进制数制系统
包括十个数字：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9
二进制数制系统
二个数字：0、1
优点：
只需要两种状态表示数字，容易实现
运算简单，1+0=1，1+1=10
二进制容易实现逻辑运算，真假
十六进制数制系统
基数是16，前十位数字是0到9，后面是A到F分别表示10到15
数制转换
125=0111 1101
带宽
在一定时间内通过某一网络连接的信息量，基本单位：比特每秒（bit/s）
存储量
计算机存储量可以用位和字节计量
8位 1字节
1024字节 1KB
1024KB 1MB
1024MB 1GB
1024GB 1TB
网络通信参考模型
OSI参考模型
计算机网络的功能
由A到E的过程
协议
为了使数据可以在网络上从源传递到目的地，网络上所有设备需要”讲“相同的”语言“。
描述网络通信中”语言“规范的一组规则就是协议。
数据通信协议：决定数据的格式和传输的一组规则或者一组惯例。
协议分层
参考：
http://www.cnblogs.com/Daniel-G/archive/2012/12/01/2797200.html
网络通信的过程很复杂
数据以电子信号的形式穿越介质到达正确的计算机，然后转换成最初的形式，以便接受者能阅读。
为了降低网络设计的复杂性，将协议分层进行设计。
服务与服务访问点
服务：网络中各层向其邻上层提供的一组操作。
服务访问点（SAP）
N+1层实体是通过N层的SAP来使用N层所提供的服务
SAP相当于相邻层之间的接口
服务类型
面向连接的服务
先建立连接再传输数据，之后再断开连接
数据传输过程中，数据包不需要携带目的地地址
保证数据传输的可靠性
无连接的服务
不需要事先建立连接，直接发送数据
每个报文都带有完整的目的地地址
不保证报文传输的可靠性
服务元素
面向连接的服务在建立连接和断开连接过程中，使用以下几个服务元素。
OSI协议模型
OSI七层模型功能
应用层：网络服务与最终用户的一个接口
表示层：数据的表示、安全、压缩
会话层：建立、管理、中止会话
传输层：定义传输数据的协议端口号，以及流控和差错校验
网络层：进行逻辑地址寻址，实现不同网络之间的路径选择
数据链路层：建立逻辑连接、进行硬件地址寻址、差错校验等功能
物理层：建立、维护、断开物理连接
TCP/IP模型
OSI模型、TCP/IP模型
TCP/IP协议族的组成
数据封装与解封装过程
PDU
设备与层的对应关系
