计算机网络的分类、协议与体系结构
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三级《网络及安全技术》考试大纲(2019版)考试目标学生通过计算机网络及安全技术的学习和实践,掌握计算机网络的基本知识、基本原理、常用协议、基本的管理配置及实践操作方法,掌握网络及安全的基本原理和应用技术,具备分析和解决网络工程问题的能力,具有基本的网络信息安全管理与实践应用能力。
基本要求1、掌握计算机网络基础知识。
2、掌握局域网的基本工作原理及组网技术。
3、熟练掌握互联网TCP/IP体系及各层典型网络协议。
4、基本掌握常见的互联网应用协议与服务。
5、掌握常用网络服务的应用与配置,掌握网络安全、系统安全和应用安全的基本知识和实践技能。
6、掌握计算机网络信息安全的基本理论与方法及常用的安全防护技术。
7、理解物联网、云计算、5G网络、区块链等网络新技术。
考试内容一、计算机网络体系结构1、计算机网络的产生和发展2、计算机网络基本概念计算机网络的定义,分类,计算机网络的主要功能及应用。
3、计算机网络的组成网络边缘部分和网络核心部分,网络的传输介质,分组交换技术。
4、网络体系结构与网络协议网络体系结构,网络协议,ISO/OSI参考模型,TCP/IP网络模型。
二、网络信息安全概况1、信息安全基础(1)信息安全基本属性机密性、完整性、可用性、可控性、不可抵赖性(不可否认性)(2)信息安全基本模型信息保障模型PDR与P2DR,信息安全保障技术框架IATF,信息技术安全评估CC准则,信息系统安全等级保护模型。
(3)信息安全基本法规国外法规,国内的网络安全法、密码法、网络安全等级保护制度。
2、密码应用基础(1)密码算法古典密码、现代密码;加密模式、分组密码、流加密;公钥密码、哈希函数、数字信封。
(2)密码分析古典密码破译,中间相遇攻击,中间人攻击,唯密文攻击,已知明文攻击,已知密文攻击,选择明文攻击,选择密文攻击。
(3)密码应用数字签名,访问控制与授权,身份认证。
(4)密钥管理对称密钥管理,非对称密钥管理(PKI)。
计算机⽹络体系结构——划分层次和五层协议划分层次当两台主机之间传送⽂件时,是⼀项⾮常复杂的⼯作。
可以将⼯作划分为三类:1.与传送⽂件直接有关,例如发送端的⽂件传送应⽤程序应当确定接收端的⽂件管理程序已做好接收和存储⽂件的准备。
这就需要⼀个⽂件传送模块来完成。
2.为了保证⽂件和⽂件传送命令可靠地在两个系统之间交换,可以再设⽴⼀个通信服务模块。
3.再构造⼀个⽹络接⼊模块,让这个模块负责做与⽹络接⼝细节有关的⼯作,并向上层提供服务,使上⾯的通信服务模块能够完成可靠通信的任务。
分层带来的好处:1.各层之间是独⽴的。
某⼀层并不需要它的下⼀层是如何实现的,⽽仅仅需要知道该层接⼝所提供的服务。
2.灵活性好。
当任何⼀层发⽣变化时,只需要层间接⼝关系保持不变,则在这层以上或以下各层均不受影响。
3.结构上可分割开。
各层都可以采⽤最适合的技术来实现。
4.易于实现和维护。
整个系统被分解为若⼲个相对独⽴的⼦系统,更⽅便维护。
5.能促进标准化⼯作。
每⼀层的功能及其所提供的服务都有了明确说明。
通常各层所要完成的功能主要有以下⼀些: 1)差错控制,使相对应层次对等⽅的通信更加可靠。
2)流量控制,发送端的发送速率必须使接收端来得及接收。
3)分段和重装,发送端将要发送的数据块划分为更⼩的单位,在接收端将其还原。
4)复⽤和分⽤,发送端⼏个⾼层会话复⽤⼀条低层的连接,在接收端再进⾏分⽤。
5)连接建⽴和释放,交换数据前先建⽴⼀条逻辑连接,数据传送结束后释放连接。
概念 计算机⽹络的各层及其协议的集合就是⽹络的体系结构。
五层协议 OSI的七层协议:应⽤层,表⽰层,会话层,运输层,⽹络层,数据链路层,物理层。
TCP/IP的体系结构:应⽤层,运输层,⽹际层IP,⽹络接⼝层。
在计算机⽹络的原理中往往采取综合OSI和TCP/IP的优点的⽅法,采⽤⼀种只有五层协议的体系结构。
五层协议:应⽤层,运输层,⽹络层,数据链路层,物理层。
1)应⽤层 应⽤层是体系结构中的最⾼层。
第1章计算机网络概论根据考试大纲,本章要求考生掌握以下知识点:(1)计算机网络的概念:计算机网络定义、计算机网络应用。
(2)计算机网络的组成:计算机网络物理组成、计算机网络功能组成、计算机网络要素组成。
(3)计算机网络的分类:按分布范围分类、按拓扑结构分类、按交换技术分类、按采用协议分类、按使用传输介质分类。
(4)网络体系结构模型:分层与协议、接口与服务、开放系统互联参考模型(Open System Interconnection Reference Model,OSI/RM)与传输控制协议/网际协议(Transmission Control Protocol/Internet Protocol,TCP/IP)体系结构模型。
1.1计算机网络的概念对于计算机网络,从不同的角度看,有着不同的定义。
从物理结构看,计算机网络可被定义为“在网络协议控制下,由多台计算机、终端、数据传输设备及计算机与计算机间、终端与计算机间进行通信的设备所组成的计算机复合系统”。
从应用目的看,计算机网络可被定义为“以相互共享(硬件、软件和数据)资源方式而连接起来,且各自具有独立功能的计算机系统之集合”。
为了更好地理解计算机网络的定义,需要弄清计算机网络与多终端系统、分布式系统的区别。
1.计算机网络与多终端系统的区别传统的多终端系统是由一台中央处理机、多个连机终端及一个多用户操作系统(如多道批处理操作系统、分时操作系统或实时操作系统)组成。
在多终端系统中,无论主机上连接多少个终端或计算机,主机与其连接的终端或计算机之间都是支配与被支配的关系。
终端只是主机和用户之间的接口,它本身并不拥有系统资源,不具备独立的数据处理能力。
系统资源全部集中在主机上,数据处理也在主机上进行。
而计算机网络系统并不是以一台大型的主计算机为基础,而是以许多独立的计算机为基础。
每台计算机可以拥有自己的资源,具有独立的数据处理能力。
网络中的计算机可以共享网络中的全部资源。
计算机网络技术基础教程-第一讲计算机网络技术基础教程-第一讲第一章网络基础概念1.1 计算机网络的定义与分类计算机网络的定义计算机网络的分类- 局域网(LAN)- 城域网(MAN)- 广域网(WAN)- 互联网(Internet)1.2 网络协议与网络体系结构网络协议的定义与作用网络体系结构的分类- OSI参考模型- TCP/IP参考模型1.3 网络拓扑结构星型拓扑环形拓扑总线拓扑树型拓扑网状拓扑第二章物理层2.1 数据通信的基本概念数据通信的基本要素电信号与数据信号2.2 信息的编码数字信号的编码模拟信号的采样和量化2.3 传输介质与传输方式常用的传输介质常用的传输方式- 单工传输- 半双工传输- 全双工传输2.4 调制与解调调制的概念与分类解调的概念与分类第三章数据链路层3.1 帧的概念与结构帧的定义帧的结构- 帧起始标志- 地质字段- 控制字段- 数据字段- 帧检验序列3.2 数据链路的控制流程数据链路的建立与终止数据链路的数据传输控制3.3 差错检测与纠正奇偶校验循环冗余校验(CRC)3.4 流量控制与可靠传输机制流量控制的定义与分类可靠传输机制的原理与实现第四章网络层4.1 IP协议与路由IP协议的功能与特点路由的定义与分类4.2 网际协议IPv4IPv4的地质分配与分类IPv4的分组格式与传输4.3 网际协议IPv6IPv6的地质分配与分类IPv6的分组格式与传输4.4 子网划分与子网掩码子网划分的概念与目的子网掩码的定义与使用法律名词及注释:1、OSI参考模型:国际标准化组织制定的网络体系结构模型,将计算机网络通信过程分为七个层次,每个层次负责特定的功能。
2、TCP/IP参考模型:基于TCP/IP协议族的网络体系结构模型,将计算机网络通信过程分为四个层次,分别为网络接口层、网络层、传输层和应用层。
3、CRC:循环冗余校验是一种常用的差错检测方法,通过将数据与一个多项式做模运算来计算校验值,通过接收端对接收到的数据与校验值进行再次计算,判断是否存在差错。
《计算机⽹络》第1章:计算机⽹络体系结构第1章计算机⽹络体系结构1.1计算机⽹络概述计算机⽹络是⼀个将分散的、具有独⽴功能的计算机系统,通过通信设备与线路连接起来,由功能完善的软件实现资源共享和信息传递的系统。
计算机⽹络是互连的、⾃洽的计算机系统的集合。
⼀个完整的计算机⽹络主要由硬件、软件、协议三⼤成分组成,缺⼀不可。
硬件由主机(端系统)、通信链路(双绞线、光纤)、交换设备(路由器、交换机)、通信处理机(⽹卡)等组成。
计算机⽹络由通信⼦⽹和资源⼦⽹组成。
计算机⽹络的功能:数据通信、资源共享、分布式处理、提⾼可靠性、负载均衡计算机⽹络的分类按分布范围分:⼴域⽹(WAN)、城域⽹(MAN)、局域⽹(LAN)、个⼈区域⽹(PAN)。
按交换技术分:电路交换⽹络、分组交换⽹络、报⽂交换⽹络。
按拓扑结构分:星形⽹络、总线型⽹络、环形⽹络、⽹状形⽹络按传播技术分:⼴播式⽹络、点对点⽹络按使⽤者分:公⽤⽹、专⽤⽹按传输介质分:有线⽹、⽆线⽹RFC(Request For Comments)上升为因特⽹正式标准需经过以下四个阶段:因特⽹草案、建议标准(这个阶段开始成为RFC⽂档)、草案标准、因特⽹标准。
计算机⽹络的性能指标:带宽:⽹络的通信线路所能传送数据的能⼒,单位是『⽐特每秒(b/s)』时延:指数据(⼀个报⽂或分组)从⽹络(或链路)的⼀段传送到另⼀端所需要的总的时间。
n 发送时延:节点将分组的所有⽐特推向(传输)链路所需的时间。
也称传输时延。
发送时延=分组长度/信道宽度n 传播时延:电磁波在信道中传播⼀定的距离需要花费的时间。
传播时延=信道长度/电磁波在信道上的传播速度n 处理时延:数据在交换节点为存储转发⽽进⾏的⼀些必要的处理所花费的时间。
n 排队时延:等待输⼊队列和输出队列处理所需时间。
总时延=发送时延+传播时延+处理时延+排队时延 //排队时延和处理时延⼀般忽略不计⾼速链路提⾼的仅是数据发送速率⽽不是⽐特在链路上的传播速度。
网络体系结构与协议随着互联网的迅猛发展,网络体系结构和协议成为了支撑互联网运行的重要基础。
网络体系结构是指互联网中各种计算机网络之间的组织结构和关系,而协议则是指计算机网络中数据传输和通信所遵循的规则和标准。
本文将详细介绍网络体系结构和协议的概念、类型以及其在互联网中的重要性。
一、网络体系结构的概念和类型1.1 网络体系结构的概念网络体系结构是指不同计算机网络之间的组织结构和关系。
它定义了互联网中信息的传输路径、计算机之间的连接方式以及数据传输的工作方式。
网络体系结构主要包括两个关键要素:网络拓扑结构和网络协议。
1.2 网络体系结构的类型根据互联网中各种计算机网络的组织方式和关系不同,网络体系结构可以分为以下几种类型:1.2.1 集线式体系结构(Bus Architecture)集线式体系结构是最简单的一种网络结构,所有计算机都通过一条集线器连接在一根中央线上。
数据传输时,需要将数据从源计算机发送到中央线上,然后被所有计算机接收。
集线式体系结构简单易建设,但存在传输冲突和容错能力较差的问题。
1.2.2 星型体系结构(Star Architecture)星型体系结构是一种中央控制的网络结构,所有计算机都与一个中央交换机相连。
数据传输时,通过中央交换机进行路由选择,将数据从源计算机传输到目标计算机。
星型体系结构具有高容错性和灵活性,但对于中央交换机的性能要求较高。
1.2.3 环型体系结构(Ring Architecture)环型体系结构是一种将计算机连接成一个闭环的网络结构。
数据传输时,通过环上的节点依次传递,直到达到目标计算机。
环型体系结构具有较好的容错性和可扩展性,但对于节点故障会对整个网络产生影响。
1.2.4 树型体系结构(Tree Architecture)树型体系结构是一种层次结构的网络结构,类似于自然界中的树。
数据传输时,通过根节点到达目标节点的路径是唯一的。
树型体系结构具有良好的路由选择和扩展性,但对于根节点的性能要求较高。
计算机网络与Internet的基础知识计算机网络与Internet的基础知识是现代社会中不可或缺的一部分,它们构成了信息交流和数据传输的基础设施。
本文将从计算机网络的概念、组成和分类、网络协议体系结构、互联网的发展历程以及网络安全等方面来介绍计算机网络与Internet的基础知识。
一、计算机网络的概念与组成计算机网络是指将分布在不同地点的计算机系统通过通信设备和通信线路连接起来,共享信息资源和实现信息传递的系统。
计算机网络由硬件和软件两部分组成。
硬件包括计算机、通信设备、通信线路等;而软件则包括网络操作系统、网络通信协议和应用软件等。
二、计算机网络的分类根据网络规模和地理位置的不同,计算机网络可以分为局域网(LAN)、城域网(MAN)、广域网(WAN)和互联网(Internet)等不同类型。
1. 局域网(LAN):局域网是指连接在同一建筑物或同一地理区域内的计算机网络。
局域网通常由以太网或无线局域网技术构成,可以方便地共享文件和打印机等资源。
2. 城域网(MAN):城域网是指覆盖在城市范围内的计算机网络。
城域网通常由多个局域网通过专用线路或光纤连接起来,可以扩大局域网的覆盖范围。
3. 广域网(WAN):广域网是指跨越大片地理区域的计算机网络,比如连接不同城市或国家的网络。
广域网通常通过电信运营商的专线或广域网协议连接起来。
4. 互联网(Internet):互联网是全球最大的计算机网络,由无数个互连的计算机网络组成。
互联网的出现和发展使得全球范围内的计算机可以实现互相通信和信息共享。
三、网络协议体系结构网络协议是计算机网络中用于实现通信和传输数据的规则和标准。
常见的网络协议体系结构有TCP/IP协议体系和OSI七层模型。
1. TCP/IP协议体系:TCP/IP协议体系是互联网通信的基础,它由两个协议构成,分别是传输控制协议(TCP)和Internet协议(IP)。
TCP负责数据的可靠传输,而IP则负责寻址和路由。
计算机⽹络学习笔记(⼀)之计算机⽹络体系结构正在学习计算机⽹络,为了⽅便⽇后回忆,在此记录⾃⼰的学习笔记。
先放上思维导图!⽅便记忆1.1⽹络的⽹络计算机⽹络:结点+链路互连⽹:通过路由器把⽹络互连起来,构成计算机⽹络互联⽹:特指Internet,是全球最⼤的、开放的、采⽤通⽤协议进⾏众多⽹络相连的特定计算机⽹络。
特点:连通性和共享主机:与⽹络相连的计算机1.2互联⽹基础结构发展的三个阶段第⼀阶段:从单个⽹络ARPANET向互联⽹发展得过程第⼆阶段:建成三级结构的互联⽹第三阶段:逐渐形成了多层次ISP结构的互联⽹ISP:互联⽹服务提供商1.3互联⽹的组成边缘部分+核⼼部分1.边缘部分由所有连接在互联⽹上的主机(端系统)组成端系统之间的通信:主机A的某个进程与主机B的另⼀个进程进⾏通信两种通信⽅式:(1)客户端/服务端⽅式(C/S⽅式):进程之间的服务与被服务(2)对等⽅式(P2P⽅式):不区分服务与被服务关系⽤户直接使⽤来进⾏通信和资源共享2.核⼼部分重要⼯作者:路由器路由器:实现分组交换,转发收到的分组疑问:什么是分组交换?数据交换是实现数据通过⽹络核⼼从源主机到另⼀个主机!1.为什么需要数据交换?1).链路问题 2).连通性 3).⽹络规模2.什么是交换?动态转接——把⼀条电话线转接到另⼀条电话线,使之连通动态分配传输路线的资源3.数据交换的类型数据交换类型注:计算机交换⽅式绝⼤多数是分组交换,极少数是电路交换,绝不可能是报⽂交换1.4计算机⽹络的类别1.按⽹络作⽤范围:⼴域⽹、城域⽹、局域⽹、个⼈区域⽹2.按⽹络的使⽤者:公⽤⽹、专⽤⽹3.⽤来把⽤户接⼊互联⽹的⽹络1.5计算机性能计算机⽹络的性能速率:数据的传送速度(单位:bit/s)带宽:在单位时间内⽹络中的某信道所能通过的“最⾼数据率”吞吐量:在单位时间内通过某个⽹络的数据量时延:数据从⽹络的⼀端传送到另⼀端所需的时间包括:1)发送时延2)传播时延3)处理时延4)排队时延总时延=发送时延+传播时延+处理时延+排队时延时延带宽积:传播时延 x 带宽往返时间RTT:从发送⽅到接收⽅总共经历的时间利⽤率:分为信道利⽤率和⽹络利⽤率1.6计算机⽹络的体系结构体系结构=层+协议(协议是⽔平的、服务是垂直的)⽹络协议:为进⾏⽹络的数据交换⽽建⽴的规则(标准或约定)协议三要素:语法、语义、同步(1)语法:数据与控制信息的结构或格式。
计算机网络面试计算机网络是网络通信技术的一个分支,也是现代社会中不可或缺的一部分。
它连接了人与人、人与事物、事物与事物,使信息传输更加高效、便捷、智能。
在计算机网络面试中,面试官通常会从多个方面考察求职者的知识水平和技能掌握情况,下面我们将从以下几个方面对计算机网络面试进行分析。
一、计算机网络的分类计算机网络的分类主要有以下几种:局域网(LAN)、广域网(WAN)、城域网(MAN)和互联网(Internet)。
1.局域网(LAN)局域网通常指在一个局限范围内(如家庭、学校、公司等)采用同一种互联技术,连接多个计算机、打印机和其他网络设备的计算机网络。
局域网通常使用以太网技术和局域网交换机(Switch)进行连接管理。
2.广域网(WAN)广域网指覆盖范围较广的、连接上千个计算机网络的计算机网络。
比如常见的互联网、电信、移动等网络就属于广域网。
广域网采用的传输媒介有电话线、光纤复合电缆等,常见协议有TCP/IP协议等。
3.城域网(MAN)城域网指跨越城市范围、连接多个局域网或广域网的计算机网络。
在一个城市中的不同部门,可以通过同一城域网进行互联互通。
例如银行、政府部门、学校等。
4.互联网(Internet)互联网是一种全球互联的计算机网络,它将世界上的各个计算机和网络通过标准的协议进行连接。
互联网是由许多服从TCP/IP协议的计算机网络组成,通过物理线路、数据链路、路由器等互连而成。
二、计算机网络体系结构计算机网络体系结构通常包括的层次结构有:应用层、传输层、网络层、数据链路层和物理层。
1.物理层物理层主要负责数据的物理传输,实现的功能包括定义连线的规范、传输数据的位的长度等。
比如网线的类型、网口的速率、数据传输的频率等都属于物理层。
2.数据链路层数据链路层主要建立和管理相邻节点之间的数据传输,具备错误检测和纠错、流量控制、数据帧同步等功能。
常见的数据链路层协议有以太网、PPP协议等。
3.网络层网络层主要负责处理数据包的传递和路由选择。