计算机网络概述

第一章 计算机网络概述

基本概念

客户机：家用电脑

服务器：指一些有别于普通股用户使用的pc的特殊计算机，这些计算机在网络中提供各种网络服务。大容量存储，频繁的客户机访问，配备可人插拔、大容量的硬盘

 

 

 

局域网：覆盖范围小，自己花钱购买设备， 带宽固定10M 100M 1000M，自己维护，最远100m
广域网：距离远(>100m)，花钱租带宽
internet：ISP是电信运营商internet service producer  自己的机房，对网民提供访问Internet
网卡：是工作在数据链层的网络组件，是局域网中连接计算机和传输介质的接口，不仅能实现与局域网传输介质之间的物理连接和电信号匹配，还涉及帧的发送与接收、帧的封装、介质的访问控制、数据的编码与解码以及数据缓存的功能等。

MAC地址：或者称为物理地址、硬件地址，用来定义网络设别的位置。在IOS模型中，第三层网络使用的IP地址，第二层数据链路层使用MAC地址。一个主机会有一个IP地址，而每个网卡会有一个专属的MAC地址。MAC地址绑定可以防止其他网络设备使用网络。

集线器：链接电脑设备，在所连接的电脑设备中，其中一台电脑向另一台电脑发送数据时，集线器会向所里连接的所有设备发送数据。所以在两台电脑通信时虽然数据帧有具体的源MAC地址和目标MAC地址，但是集线器不会针对目标的MAC地址进行转发，而是将信号发给所有接口。

交换机 ：是能识别MAC地址以及完整封装转发数据帧功能的网络设备，它可以“学习”MAC地址，并存在内部地址表中，通过再数据帧的始发这和目标加收着的MAC地址建立交换路径，使数据帧直接有原地址到达目的地址。

路由器：基于网络层地址转发数据包，发生在OIS参考模型第三层，即网络层。路由器每个接口设有一个网段的网关（就是到其他网段的出口，一般为路由器接口的IP地址，且该地址为网断中的第一个或最后一个IP地址）

 

网站的访问：帧：数据包包括数据+网站和请求端的IP地址；后两部分是目标mac地址和原mac地址，即物理地址，传播过程中一直在变化。
数据的请求：

 

 

 

数据的返回：网页上的数据是一块块发送给请求端的，成功接收后会发送反馈信息，此时链路中的缓存可以删掉了。数据接收完成后，会拼接恢复网页。

 

OSI参考模型

应用层——所有能产生网络流量的程序
表示层——在传输之前是否进行加密 或 压缩 处理，二进制或ASCII码表示
会话层——查木马，看需求端和网站之间的连接
传输层——可靠传输，流量控制，不可靠传输(一个数据包即可，不需要建立会话，例如向DNS查询网站IP地址)
网络层——负责选择最佳路径，规划IP地址(ipv4和ipv6变化只会影响网络层)
数据链路层——帧的开始和结束，还有透明传输，差错校验(纠错由传输层解决)
物理层——定义网络设备接口标准，电气标准(电压)，如何在物理链路上传输的更快

 

 

 

 

 

OSI参考模型对网络排错的意义

每一层都为上一层提供服务，一旦某一层崩了，上面所有层都崩了，所以排查问题从最上层(物理层)排查；

1.物理层故障怎么办？查看链接状态，发送和接收的数据包数值；
2.数据链路层故障怎么办？Mac地址冲突，2个一样的Mac地址同时访问；ADSL(非对称数字用户线路)欠费；两端的接口网速没有协商一致；计算机连接到其它VLAN(虚拟互联网)中。
3.网络层故障怎么办？配置错误的IP地址，子网掩码，网关；数据有没有通过各个网关到达指定位置；
4.应用层(合并3层)故障怎么办？应用程序配置问题

 

OSI参考模型和网络安全解决办法

 

1.物理层安全隐患？别人能私自接入你的网络，应该拔掉不用的网线或接口；
2.数据链路层安全隐患？ADSL账号密码，VLAN，交换机端口绑定Mac地址
3.网络层安全隐患？路由器上使用ACL(访问控制列表)控制数据包流量；防火墙设置；
4.应用层安全隐患？应用程序有没有漏洞；

 

数据封装

数据通过网络进行传输，要从高层一层一层的乡下传送，如果一个主机要传送数据到别的主机，先把数据装在一个特殊点的协议报头中，这个过程叫封装。计算机传输数据之前需要将数据分段，在每段添加附加信息如下图所示

 解封过程

计算机接收到数据帧后，需要去掉为了传输添加的附加信息，这个过程叫解封装，封装的逆过程。

计算机网络的性能

1.速率，连接在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data rate或bit rate(比特率)，单位是b/s, kb/s, Mb/s, Gb/s。和正常理解的网速的关系是除以8.
2.带宽，数据通信领域中，数字信道所能传送的最高数据率，单位是b/s, kb/s, Mb/s, Gb/s。常见的是Mpbs。
3.吞吐量，在单位时间内通过某个网络的数据量，单位是b/s, Mb/s。
4.时延，包括发送时延，传播时延，处理时延，排队时延。发送时延等于数据块长度(bit)除以信道带宽(bit/s). 更快的发送速度意味着波长越短，链路上的数据量更大；更快的传播速度意味着在网线中更快的传播速度。
5.时延X带宽(时延带宽积)，有多少数据正在线路上。
6.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数据的时间。例如ping一下。
7.利用率，包括信道利用率：有数据通过的时间/总时间
网络利用率：信道利用率的加权平均
网络当前时延D = 网络空闲时时延D0 / (1 - 信道利用率U)