computernetwork基礎(chǔ)有哪些

這篇文章給大家介紹 computernetwork基礎(chǔ)有哪些，內(nèi)容非常詳細(xì)，感興趣的小伙伴們可以參考借鑒，希望對(duì)大家能有所幫助。

1. 協(xié)議

1.1 什么是網(wǎng)絡(luò)協(xié)議

    1. 簡單來說，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議就相當(dāng)于任意兩臺(tái)計(jì)算機(jī)之間指定達(dá)成的一種“約定”，這個(gè)“約定”規(guī)定了進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信時(shí)發(fā)送的數(shù)據(jù)格式以及進(jìn)行數(shù)據(jù)打包、拆封數(shù)據(jù)包的方式等，只要遵守協(xié)議的實(shí)現(xiàn)，那么兩臺(tái)計(jì)算機(jī)就可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信，即使兩臺(tái)計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)不同、CPU不同甚至是網(wǎng)絡(luò)硬件設(shè)備不同。

在古代傳遞機(jī)密文件時(shí)，有一種類似于協(xié)議的通信方式：

（1）在A、B兩地各放置一個(gè)書架，并且保證書架上所放置的書籍、書籍內(nèi)容、書籍?dāng)[放順序必須完全相同。（指定協(xié)議）

（2）然后A發(fā)送一份信件，信件的原文字內(nèi)容要依據(jù)書架上的內(nèi)容進(jìn)行加密處理，文字要從書架上的書籍中選取，處理后的信件內(nèi)容就只有書籍的位置和文字所在的頁碼以及行列位置，這樣的內(nèi)容人是完全無法理解的。（依據(jù)協(xié)議對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行打包發(fā)送）

（3）當(dāng)信件發(fā)送到B地時(shí)，在將信件上的記錄信息通過B地的書架進(jìn)行與A地同樣的方法進(jìn)行翻譯處理，就可以得到可以理解的原文字內(nèi)容。（依據(jù)協(xié)議進(jìn)行拆封數(shù)據(jù)包還原）

    2. 分組交換協(xié)議：分組交換協(xié)議指的是將所需要傳輸?shù)囊粋€(gè)大的數(shù)據(jù)整體，分割為一個(gè)個(gè)小單位的數(shù)據(jù)包，然后依次傳輸這些數(shù)據(jù)包。

每一個(gè)分組中的每一個(gè)數(shù)據(jù)包都會(huì)有一個(gè)報(bào)文首部，這部分?jǐn)?shù)據(jù)保存發(fā)送數(shù)據(jù)的源主機(jī)地址以及接收數(shù)據(jù)的目標(biāo)主機(jī)地址。

    3. 通信協(xié)議通常會(huì)規(guī)定報(bào)文首部應(yīng)該寫入那些數(shù)據(jù)信息，以及如何處理這些信息，也就是約定了發(fā)送數(shù)據(jù)的源主機(jī)如何構(gòu)造報(bào)文首部和接收主機(jī)如何處理解析報(bào)文首部，雙方必須保證對(duì)報(bào)文首部保持一致的定義和解釋。

1.2 OSI參考網(wǎng)絡(luò)模型的協(xié)議分層

    1. 協(xié)議分層：在OSI網(wǎng)絡(luò)模型中，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議依據(jù)負(fù)責(zé)的功能被分為7層，在該模型中每一層都能接受其下一層所提供的特定服務(wù)，并且能為其上一層提供特定服務(wù)。上下層服務(wù)之間進(jìn)行交互時(shí)所遵循的約定被稱為“接口”，同一層之間的交互約定被稱為“協(xié)議”。

    2. 為什么協(xié)議分層：協(xié)議分層的理念其實(shí)與軟件開發(fā)中的模塊化思想相同，七層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議組合共同工作實(shí)現(xiàn)通信，但每一層之間又是獨(dú)立的，也就是說某一層的更改并不會(huì)引起其他層的變化，只需要保證變更層協(xié)議與上下層交互的接口一致即可，而且分層詳細(xì)界定了每一層的具體責(zé)任與功能。

    3. OSI網(wǎng)絡(luò)模型中各層作用（功能）：

（1）第7層——應(yīng)用層：為應(yīng)用程序提供服務(wù)并且規(guī)定應(yīng)用程序中相關(guān)的細(xì)節(jié)，比如文件傳輸協(xié)議、電子郵件協(xié)議等。

（2）第6層——表示層：將應(yīng)用程序中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為適合于網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)格式，也就是下層中進(jìn)行傳輸?shù)臄?shù)據(jù)格式，或者將來自下層的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為上層能夠處理的數(shù)據(jù)格式，也就是說該層主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換。表示層接收到應(yīng)用層發(fā)來的數(shù)據(jù)后，需要將接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換，將其轉(zhuǎn)換為“網(wǎng)絡(luò)通用的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)格式”，因?yàn)椴煌到y(tǒng)或者應(yīng)用對(duì)于同一段字節(jié)流的解釋可能是不同的，最簡單的例子就是字符編碼，如果發(fā)送方應(yīng)用發(fā)送的是utf-8編碼的漢字，而接受方應(yīng)用對(duì)于接收數(shù)據(jù)的處理是采用編碼ISO-8859-1那么就一定會(huì)產(chǎn)生亂碼。所以表示層這里就是要將應(yīng)用層傳過來的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為一個(gè)“網(wǎng)絡(luò)通用的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)格式”，這樣接收方也采用同樣的“網(wǎng)絡(luò)通用的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)格式”就能保證數(shù)據(jù)在應(yīng)用層的正確表示。轉(zhuǎn)換完畢后就將數(shù)據(jù)交給會(huì)話層處理。

（3）第5層——會(huì)話層：通信管理，負(fù)責(zé)確定如何建立、斷開通信連接，以及數(shù)據(jù)分割等數(shù)據(jù)傳輸相關(guān)的管理。

（4）第4層——傳輸層：管理兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)傳輸，進(jìn)行建立、斷開連接，負(fù)責(zé)可靠傳輸

（5）第3層——網(wǎng)絡(luò)層：將數(shù)據(jù)傳輸?shù)侥繕?biāo)地址，目標(biāo)地址是多個(gè)網(wǎng)絡(luò)通過路由器連接而形成的的一個(gè)地址。因此這一層主要負(fù)責(zé)尋址和路由選擇。

（6）第2層——數(shù)據(jù)鏈路層：負(fù)責(zé)物理層上互聯(lián)的節(jié)點(diǎn)之間的通信傳輸。將0/1序列劃分為有意義的數(shù)據(jù)幀進(jìn)行傳輸

（7）第1層——物理層：負(fù)責(zé)將0/1比特流轉(zhuǎn)換為電壓的高低、燈光的閃滅。

    4. OSI參考模型通信處理過程簡單介紹：如下如所示，發(fā)送方從應(yīng)用層自頂向下層層處理傳輸數(shù)據(jù)，發(fā)送到接收方時(shí)，再從物理層自底向上層層處理傳輸數(shù)據(jù)，在應(yīng)用層進(jìn)行展示。（實(shí)際發(fā)送過程肯定要復(fù)雜得多）

2. 傳輸方式分類

2.1 面向有連接型和面向無連接型

    1. 面向有連接型：指的是在發(fā)送數(shù)據(jù)之前，必須先保證在收發(fā)主機(jī)之間有一條已連接的通信線路（比如TCP協(xié)議）。

    2. 面向無連接型：指的是不要求必須要先建立連接，發(fā)送方可以隨時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)，不需要關(guān)心接收方是否收到數(shù)據(jù)，也不關(guān)心接收方是否存在（比如UDP協(xié)議）。

2.2 電路交換與分組交換

    1. 電路交換：該技術(shù)應(yīng)用于老式的電話網(wǎng)，兩臺(tái)計(jì)算機(jī)通過電路來建立連接實(shí)現(xiàn)通信，直到斷開連接，但是在一臺(tái)計(jì)算機(jī)使用一個(gè)電路連接進(jìn)行收發(fā)數(shù)據(jù)期間是獨(dú)占整條線路進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)?，其他?jì)算機(jī)只能等待該計(jì)算機(jī)斷開連接后才能建立連接收發(fā)數(shù)據(jù)，也就是說并發(fā)性很差。所以出現(xiàn)了分組交換技術(shù)

    2. 分組交換：分組交換協(xié)議正是應(yīng)用在這里，將要發(fā)送的數(shù)據(jù)分成一個(gè)個(gè)小的數(shù)據(jù)包，并且按順序發(fā)送，每一個(gè)數(shù)據(jù)包都會(huì)通過所攜帶的報(bào)文首部中的信息正確的被路由到目標(biāo)主機(jī)，這樣就可以讓多個(gè)用戶同時(shí)在一條線路上進(jìn)行收發(fā)數(shù)據(jù)，如下圖所示

3. 地址

在互聯(lián)網(wǎng)通信中，每一個(gè)主機(jī)都必須要有一個(gè)唯一標(biāo)示的“地址”，在網(wǎng)絡(luò)中可以通過這個(gè)地址找到任意一臺(tái)主機(jī)。在TCP/IP協(xié)議中，使用的是MAC地址、IP地址以及端口號(hào)的組合來作為主機(jī)的地址標(biāo)示。

3.1 地址的性質(zhì)

    1. 唯一性：即在一個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)中，不允許有兩個(gè)相同地址的通信主機(jī)存在。

    2. 層次性：地址分層其實(shí)就相當(dāng)于寫自己的家庭住址一樣，國家-省份-市區(qū)-縣區(qū)-鄉(xiāng)鎮(zhèn)，IP地址就采用了地址分層，地址分層最大的好處就是可以快速定位主機(jī)。

4. 網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成硬件

    1. 通信媒介與數(shù)據(jù)鏈路：計(jì)算機(jī)之間通過電纜或是電磁波（無線網(wǎng)絡(luò)）來進(jìn)行鏈接和傳輸數(shù)據(jù)的媒介，進(jìn)而構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

    2. 網(wǎng)卡：任何一臺(tái)計(jì)算機(jī)連接網(wǎng)絡(luò)都必須要有網(wǎng)卡（網(wǎng)絡(luò)接口卡、網(wǎng)絡(luò)適配器、NIC）。

    3. 中繼器：OSI模型的第一層——物理層，由電纜傳輸過來的光信號(hào)或電信號(hào)經(jīng)由中繼器進(jìn)行處理后在傳輸給另一條電纜。

    4. 網(wǎng)橋/2層交換機(jī)：網(wǎng)橋是OSI模型中的第2層——數(shù)據(jù)鏈路層，用來連接兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備。網(wǎng)橋依據(jù)MAC物理地址進(jìn)行處理

    5. 路由器/3層交換機(jī)：對(duì)應(yīng)第3層——網(wǎng)絡(luò)層，連接兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)，并進(jìn)行分組報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)的設(shè)備。

    6. 4-7層交換機(jī)：對(duì)應(yīng)傳輸層到應(yīng)用層，用來處理從傳輸層到應(yīng)用層的數(shù)據(jù)。

    7. 網(wǎng)關(guān)：負(fù)責(zé)將傳輸層到應(yīng)用層中的數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換和轉(zhuǎn)發(fā)的設(shè)備，和4-7層交換器相同，都是處理傳輸層以上的數(shù)據(jù)

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