diff --git "a/13 \351\237\246\345\212\233\350\216\211/\350\256\241\347\256\227\346\234\272\347\275\221\347\273\234\357\274\210\344\270\200\357\274\211.md" "b/13 \351\237\246\345\212\233\350\216\211/\350\256\241\347\256\227\346\234\272\347\275\221\347\273\234\357\274\210\344\270\200\357\274\211.md" new file mode 100644 index 0000000000000000000000000000000000000000..b053720c09d662c3c4ad54536ac401539e54ae42 --- /dev/null +++ "b/13 \351\237\246\345\212\233\350\216\211/\350\256\241\347\256\227\346\234\272\347\275\221\347\273\234\357\274\210\344\270\200\357\274\211.md" @@ -0,0 +1,339 @@ +# 计算机网络 + +## 计算机网络分类 + +### 计算机网络概念 + +将多个计算机系统通过物理或无线通信链路连接起来的系统 + +### 分类 + +### 1. **按覆盖范围** + +- **局域网 (LAN, Local Area Network)**:覆盖范围较小,如家庭、办公室或校园。 +- **城域网 (MAN, Metropolitan Area Network)**:覆盖一个城市或地区。 +- **广域网 (WAN, Wide Area Network)**:覆盖范围大,如国家或全球,互联网是最大的广域网。 +- **个人区域网 (PAN, Personal Area Network)**:覆盖个人设备,如蓝牙连接。 + +### 2. **按传输介质** + +- **有线网络**:使用双绞线、同轴电缆或光纤等物理介质。 +- **无线网络**:通过无线电波、微波或红外线传输,如Wi-Fi、蓝牙。 + +### 3. **按拓扑结构** + +- **总线型网络**:所有设备共享一条通信线路。 +- **星型网络**:所有设备连接到一个中心节点。 +- **环型网络**:设备通过环形链路连接。 +- **网状网络**:设备间有多条路径连接,可靠性高。 +- **混合型网络**:结合多种拓扑结构。 + +### 4. **按通信方式** + +- **点对点网络**:数据直接在两个设备间传输。 +- **广播网络**:数据通过广播发送给所有设备。 + +### 5. **按使用范围** + +- **公用网络**:向公众开放,如互联网。 +- **专用网络**:仅供特定组织使用,如企业内网。 + +### 6. **按协议** + +- **TCP/IP网络**:使用TCP/IP协议,如互联网。 +- **OSI网络**:基于OSI模型,实际应用较少。 + +### 7. **按服务类型** + +- **客户端-服务器网络**:客户端请求服务,服务器提供服务。 +- **对等网络 (P2P, Peer-to-Peer)**:设备既是客户端也是服务器,直接通信。 + +### 8. **按传输速率** + +- **低速网络**:传输速率较低,如早期的拨号网络。 +- **中速网络**:如普通以太网。 +- **高速网络**:如千兆以太网、光纤网络。 + +### 9. **按功能** + +- **资源子网**:负责数据处理和存储。 +- **通信子网**:负责数据传输和路由。 + +## TCP/IP协议 + +TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol,传输控制协议/网际协议)**是指能够在多个不同网络间实现信息传输的协议簇。**TCP/IP协议不仅仅指的是TCP 和IP两个协议,而是指一个由FTP、SMTP、TCP、UDP、IP等协议构成的协议簇, 只是因为在**TCP/IP协议中TCP协议和IP协议最具代表性,所以被称为TCP/IP协议。** + +### 1. **TCP/IP 协议栈的四层模型** + +#### 1.1 **应用层(Application Layer)** + +- **功能**:提供应用程序服务,如文件传输、电子邮件、网页浏览。 +- **协议**:HTTP、FTP、SMTP、DNS、Telnet、SNMP等。 + +#### 1.2 **传输层(Transport Layer)** + +- **功能**:提供端到端的数据传输服务,确保数据可靠传输。 +- **协议**: + - **TCP(Transmission Control Protocol)**:面向连接,提供可靠传输。 + - **UDP(User Datagram Protocol)**:无连接,提供高效传输。 + +#### 1.3 **网络层(Internet Layer)** + +- **功能**:负责数据包的路由和转发,确保数据包从源设备传送到目标设备。 +- **协议**: + - **IP(Internet Protocol)**:负责寻址和路由。 + - **ICMP(Internet Control Message Protocol)**:用于发送错误报告和操作信息。 + - **ARP(Address Resolution Protocol)**:将IP地址解析为物理地址(MAC地址)。 + - **RARP(Reverse Address Resolution Protocol)**:将物理地址解析为IP地址。 + +#### 1.4 **链路层(Link Layer)** + +- **功能**:负责物理传输,处理硬件细节。 +- **协议**:以太网(Ethernet)、Wi-Fi、PPP(Point-to-Point Protocol)等。 + +### 2. **TCP/IP 的工作原理** + +#### 2.1 **数据封装** + +- **应用层**:生成数据。 +- **传输层**:添加TCP或UDP头部,形成数据段。 +- **网络层**:添加IP头部,形成数据包。 +- **链路层**:添加帧头部和尾部,形成数据帧。 + +#### 2.2 **数据传输** + +- 数据帧通过物理网络传输到目标设备。 + +#### 2.3 **数据解封装** + +- **链路层**:去除帧头部和尾部。 +- **网络层**:去除IP头部。 +- **传输层**:去除TCP或UDP头部。 +- **应用层**:获取原始数据。 + +### 3. **TCP/IP 的主要协议** + +#### 3.1 **TCP(Transmission Control Protocol)** + +- **特点**:面向连接、可靠传输、流量控制、拥塞控制。 +- **应用**:网页浏览(HTTP)、文件传输(FTP)、电子邮件(SMTP)。 + +#### 3.2 **UDP(User Datagram Protocol)** + +- **特点**:无连接、高效传输、不可靠。 +- **应用**:视频流、在线游戏、DNS查询。 + +#### 3.3 **IP(Internet Protocol)** + +- **特点**:无连接、不可靠、负责寻址和路由。 +- **版本**:IPv4、IPv6。 + +#### 3.4 **ICMP(Internet Control Message Protocol)** + +- **功能**:发送错误报告和操作信息。 +- **应用**:Ping、Traceroute。 + +#### 3.5 **ARP(Address Resolution Protocol)** + +- **功能**:将IP地址解析为物理地址(MAC地址)。 + +#### 3.6 **RARP(Reverse Address Resolution Protocol)** + +- **功能**:将物理地址解析为IP地址。 + +### 4. **TCP/IP 的应用** + +#### 4.1 **互联网** + +- TCP/IP 是互联网的基础协议,支持全球范围内的数据通信。 + +#### 4.2 **局域网(LAN)** + +- TCP/IP 也广泛应用于局域网中,如企业内网、家庭网络。 + +#### 4.3 **无线网络** + +- TCP/IP 支持各种无线网络技术,如Wi-Fi、蓝牙。 + +### 5. **TCP/IP 的优势** + +#### 5.1 **开放性** + +- TCP/IP 是开放标准,任何厂商都可以实现。 + +#### 5.2 **灵活性** + +- 支持多种网络技术和应用。 + +#### 5.3 **可扩展性** + +- 通过IPv6解决了IPv4地址耗尽问题,支持更多设备。 + +## OSI七层模型 + +OSI(开放系统互连)七层模型是一个用于理解和设计网络体系结构的概念框架,将网络通信过程分为七个层次,每一层都有特定的功能和协议。 + +### 1. **物理层** + +- **功能**:负责在物理介质上传输原始比特流,处理电气、机械和物理接口细节。 +- **协议**:以太网、USB、蓝牙、DSL。 +- **设备**:集线器、中继器、调制解调器。 + +### 2. **数据链路层** + +- **功能**:提供节点到节点的数据传输,处理物理地址(MAC地址)、错误检测和纠正。 +- **协议**:以太网(Ethernet)、PPP(点对点协议)、HDLC(高级数据链路控制)。 +- **设备**:交换机、网桥。 + +### 3. **网络层** + +- **功能**:负责数据包的路由和转发,处理逻辑地址(IP地址)和路径选择。 +- **协议**:IP(互联网协议)、ICMP(互联网控制消息协议)、ARP(地址解析协议)、RARP(反向地址解析协议)。 +- **设备**:路由器。 + +### 4. **传输层** + +- **功能**:提供端到端的数据传输服务,确保数据可靠传输,处理错误检测和纠正、流量控制。 +- **协议**:TCP(传输控制协议)、UDP(用户数据报协议)。 +- **设备**:网关。 + +### 5. **会话层** + +- **功能**:管理会话和连接,处理会话的建立、维护和终止。 +- **协议**:NetBIOS、RPC(远程过程调用)。 +- **设备**:网关。 + +### 6. **表示层** + +- **功能**:负责数据格式转换、加密和解密、压缩和解压缩,确保数据格式兼容。 +- **协议**:SSL/TLS(安全套接字层/传输层安全协议)、JPEG、MPEG。 +- **设备**:网关。 + +### 7. **应用层** + +- **功能**:提供应用程序服务,处理用户接口和应用程序通信。 +- **协议**:HTTP(超文本传输协议)、FTP(文件传输协议)、SMTP(简单邮件传输协议)、DNS(域名系统)、Telnet。 +- **设备**:网关。 + +# 书本练习 + +``` + 一、选择题 +1.接入因特网的计算机必须共同遵守___ +A.CPI/IP 协议 B.PCT/IP协议 +C.PTC/IP协议D.TCP/IP协议 +2.完成路径选择功能是在OSI参考模型中的____ +A.物理层 B.数据链路层 C.网络层 D.传输层 +3.计算机网络建立的主要目的是实现计算机资源的共享。计算机资源主要指计算机的___ +A.软件与数据库 B.服务器、工作站与软件 +C.硬件、软件与数据 D,通信子网与资源子网 +4.在下面给出的协议中,___是TCP/IP的应用层协议。 +A.TCP B. RARP C.DNS D.IP +5.OSI 参考模型中描述____层协议网络体系结构。 +A、四 B.五 C.六 D.七 +``` + +选择题:D C C C D +**1.接入因特网的计算机必须共同遵守_D_ ** +A.CPI/IP 协议 B.PCT/IP协议 +C.PTC/IP协议D.TCP/IP协议 +**2.完成路径选择功能是在OSI参考模型中的__C__** +A.物理层 B.数据链路层 C.网络层 D.传输层 +**3.计算机网络建立的主要目的是实现计算机资源的共享。计算机资源主要指计算机的_C_** +A.软件与数据库 B.服务器、工作站与软件 +C.硬件、软件与数据 D,通信子网与资源子网 +**4.在下面给出的协议中,C 是TCP/IP的应用层协议** +A.TCP B. RARP C.DNS D.IP +**5.OSI 参考模型中描述 D 层协议网络体系结构。** +A、四 B.五 C.六 D.七 + +``` +二、填空题 +1.计算机网络按覆盖的地理范围可分为____、___和_____。 +2.从计算机网络组成的角度看,计算机网络从逻辑功能上可分为____和子网 +3.计算机网络的拓扑结构有___、___、___、总线拓扑、____和网形拓扑。 +4.TCP/IP协议从下向上分为____、____、_____和____四层。 +5.IEEE 的含义是______填空题 +``` + +二、填空题 +1.局域网 城域网 广域网 + +2.资源子网 + +3.星型拓扑、环型拓扑、树型拓扑、网状拓扑 + +4.网络接口层、网络层、传输层、应用层 + +5.电气与电子工程师协会 + +``` +三、简答题 +1.计算机网络的发展可划分为哪几个阶段? +2.计算机网络的拓扑结构有哪些?它们各有什么优、缺点? +3.什么是网络体系结构? +4.网络协议的三要素是什么? +5、与计算机网络相关的标准化组织有哪些? +``` + +1. 第一阶段:面向终端计算机网络 + + 第二阶段:分组交换网络 + + 第三阶段:标准化网络体系结构 + + 第四阶段:高速化、只能化、全球化 + +2. 总线型拓扑 + + 优点:结构简单,成本低,易于扩展。 + + 缺点:故障诊断困难,总线故障会导致整个网络瘫痪。 + + 星型拓扑 + + 优点:易于管理和维护,单个节点故障不会影响其他节点。 + + 缺点:中心节点故障会导致整个网络瘫痪,布线成本较高。 + + 环型拓扑 + + 优点:数据传输方向固定,延迟可控。 + + 缺点:单个节点故障可能导致整个网络中断,扩展性差。 + + 树型拓扑 + + 优点:层次化结构,易于扩展和管理。 + + 缺点:根节点故障会影响整个网络,结构复杂。 + + 网状拓扑 + + 优点:可靠性高,多条路径可选,故障容忍性强。 + + 缺点:成本高,结构复杂,管理和维护难度大。 + +3. 网络体系结构是指计算机网络的设计框架,定义了网络的层次结构、各层的功能以及层与层之间的交互方式。 + +4. 语法:定义数据的格式、编码和信号电平,即“如何表示数据”。 + + 语义:定义数据的含义和操作,即“数据代表什么”。 + + 时序:定义事件的顺序和速度匹配,即“何时以及以何种顺序传输数据”。 + +5. ISO(国际标准化组织):制定了OSI参考模型。 + + IEEE(电气与电子工程师协会):制定了局域网和城域网的相关标准(如IEEE 802系列)。 + + IETF(互联网工程任务组):负责开发和推广互联网标准(如TCP/IP协议)。 + + ITU(国际电信联盟):负责制定通信领域的国际标准。 + + ANSI(美国国家标准学会):负责制定美国国内的标准。 + + W3C(万维网联盟):负责制定Web技术标准(如HTML、HTTP)。 + + + + \ No newline at end of file