计算机网络教程

1. 计算机网络的组成 计算机网络是由 通信子网 和 资源子网 两部分构成。 通信子网中除了包括传输信息的 物理传输媒体 外，还包括如 中继器、集线器、网桥、交换机 和 路由器。 信息在通信子网中的传输方式可以从源出发经过若干中间设备的 转发 或 交换 才最终到达目的地。 2. 计算机网络的功能 资源共享、提供人际通信手段、提高可靠性、节省费用、便于扩充、分担负荷及协同处理等方面。 1) 远程登录（用户可以通过本地键盘和显示器与远地的计算机交互作用，控制其上程序的运行） 2) 文件传输（FTP 文件传输协议） 3) 电子邮件（Email） 4) 电子公告牌（BBS）与网络新闻（Network News） 5) 人际即时通信 6) 搜索信息 7) 以菜单方式浏览信息 8) 全球范围的超媒体信息浏览服务 目前更为广泛流行、用户界面更为友好的浏览器（browser）的是微软的公司的Internet explorer 和网景（Netscape）公司的navigator。

HTML 超文本描述语言 HTTP 超文本传输协议 URL 统一的资源定位格式 3. 计算机网络的应用 工业、农业、交通运输、邮电通信、文化教育、商业、国防以及科学研究领域 工厂可用网络来实现生产的监测、过程控制、管理和辅助决策。 铁路部门可用网络来实现报表收集、运行管理和行车调度。 邮电部门可利用网络来提供世界范围内快速而廉价的电子邮件、传真和IP电话服务。 教育科研部门可利用网络的通信和资源共享来进行情报资料的检索、计算机辅助教育和计算机辅助设计、科技协作以及虚拟会议。 计划部门可利用网络来实现普查、统计、综合、平衡和预测等。 4. OSI 和 Internet 参考模型的比较 Internet 应用层中常用的三个协议的名称： FTP 文件传送协议 SMTP 简单报文传送协议 TELNET 远程网络登录协议 从相同角度看，它们都是层次结构的模型；其最低层都是面向通信子网的；它们都有运输层，且都是第一个提供端到端数据传输服务的层次，都能提供面向连接或无连接两种运输服务；其最高层都是向各种用户应用进程提供服务的应用层。 从相异角度看，两者划分的层次数不同；Internet中没有表示层和会话层；Internet没有明确规定通信子网的协议，也不再区分通信子网中的物理层、数据链路层和网络层；还有，Internet中特别强调了互连网层，其中运行的IP协议是Internet的核心协议，且互连网层向上只提供无连接的服务，而不提供面向连接的服务等。 5. 计算机网络的分类 1) 按拓扑结构分类 不规则网状 星状 总线型 环状 2) 按地理范围分类 局域网（LAN） 校园网（CAN） 城域网（MAN） 广域网（WAN） 全球网（GAN） 3) 其他分类 双绞线网、同轴电缆网、光纤网、无线网 6. 数据链路层的功能 帧同步、差错控制、流量控制、链路管理 7. 物理传输媒体 指的是 通信中实际传送信息的物理载体，也叫介质。 计算机网络中采用的物理传输媒体可分为 导向 和 非导向 两大类，俗称有线和无线。 双绞线（非屏蔽和屏蔽两种）、同轴光缆和光纤 是常用的三种导向媒体。 无线电通信、微波通信、红外通信、激光通信以及卫星传送信息的载体都属于非导向媒体。 8. 点对点协议 PPP 由3部分组成： 1) 一个将IP数据报封装到串行链路的方法。它既支持面向字符的，也支持面向比特的链路。 2) 一个用来建立、配置和测试数据链路连接的链路控制协议（LCP）。该协议允许通信双方协商一些配置选项。 3) 一组网络控制协议（NCP），其中不同的协议支持不同的网络层协议。 9. 虚拟局域网 VLAN 1) 概念：是由一些局域网网段构成的与物理位置无关的逻辑组。其实，只是局域网给用户提供的一种服务，而并不是一种新型局域网。 2) 优点：  端口的分隔。即使在同一个交换机上，处于不同VLAN的端口也是不能通信的。  网络的安全。不同VLAN不能直接通信，杜绝了广播信息的不安全性。  灵活的管理。更改用户所属的网络不必换端口和连线，只更改软件配置即可。 10. 路由选择 路由选择方式可分为两大类：静态路由 和 动态路由。 静态路由方式：扩散法、 固定路由选择、 随机路由选择、 基于流量的路由选择 动态路由方式：孤立路由选择、 集中路由选择、 分布路由选择。 11. 路由协议 1) 路由器 和 路由协议 两个典型功能是 数据通道功能 和 控制功能。 路由器 是 一个连接多个网络或网段的网络设备，它能将不同网络或网段之间的数据信息进行翻译，以便它们能相互“读”懂对方的数据。 路由器的主要功能是：进行路由选择和分组转发。 直接交付不需要路由器； 间接交付需要路由器。 路由器是 OSI 层次模型的第三层设备，这意味着它实现了其三个层次的功能： 接口级 网络层协议 路由协议层 分组丢失的重要原因是：路由器的输入或输出列表产生溢出 2) 路由信息协议 RIP 是一个简单的距离向量路由协议 RIP采用的距离度量是一种非常简单的测量到目的地的方式：站点技术度量 3) 开放最短路径优先协议 OSPF 是一种链路状态路由协议。 是一种动态的路由算法，能自动而且快速地适应拓扑结构的变化。 允许网络管理人员配置路径花费的度量，每个路由器根据花费计算具有最小花费的路由。 支持区域概念，区域实际上是在 IP子网技术的基础上产生的，是子网的一般化表示。 支持认证服务，只有被授权的路由器才能进行自治系统的路由处理。 允许路由器交换通过别的方法了解到的路由信息。  链路拓扑 OSPF 支持3种类型的连接和网络： 点到点网络，即连接一对路由器的网络。 广播网络，该网络支持广播功能，并且有至少两个以上的路由器连接在上面。 非广播方式的网络，该网络有多个路由器连接在上面，但是不支持广播功能  区域 OSPF中的路由器分类： 内部路由器 区域边界路由器 主干路由器 自治系统边界路由器  OSPF协议过程 4) 其他核心协议 地址解析协议ARP 逆地址解析协议 RARP 因特网控制报文协议 组IP 协议 Internet控制消息协议ICMP 12. 运输实体 完成运输层功能的部件称为 运输实体 。 由 具备运输层相应功能的硬件或软件 构成。 运输协议数据单元：对等端系统的运输实体之间使用运输协议进行信息交换，交换处理的基本信息单元。 13. 运输层提供的服务 两种类型的服务： 面向连接 和 无连接 的运输服务。 14． 运输协议机制 A. 寻址 当一个运输层用户希望与另一个用户建立连接时，它必须说明与哪一个具体的远端用户相连，常用的方式是定义运输服务访问点（TSAP）。 B. 重传策略和重复检测 有两种情况需要重传：一种是TPDU信息被破坏，但能到达目的的运输实体；另一种是TPDU没有到达目的地。 有三种情况需要重复：一是 数据报服务可能产生重复；而二是AK TPDU 丢失，发送运输实体重发 DT TPDU；三是 由于网络原因而使TPDU延迟变长，计时器超时，发送运输实体重发，引起 DT TPDU。 C. 连接建立和连接释放 连接建立的主要目的：  使每一端知道另一端是否存在  进行选项协商  为运输实体分配资源 连接释放 双向的连接需要 双向释放 才能避免出现半连通状态。 和连接建立相似，在不可靠网络情况下，连接释放时，运输实体同样要处理重复的和丢失的 DR/DC TPDU，所以连接释放也使用三次握手方法，此时需要一个ACK TPDU 15． 域名解析服务 客户端应用程序递交域名，服务端返回域名对应的IP地址，这个服务过程称为 域名解析服务。 递归查找 过程 一定是 有解析器递交的第一个 DNS 服务器返回最终解析结果。 迭代查找 过程 不一定 由解析器递交的第一个DNS 服务器返回最终解析结果，最后可能是由该域名的管理服务器返回解析结果。 在实际的域名解析服务实现中，解析服务器（包括解析器）往往使用DNS缓存以提高解析服务效率和实现分布式的域名解析服务。 DNS系统允许动态修改域名到IP地址的映射关系，即 域名解析信息需要动态刷新的。 16. 万维网WWW 链接（Link）是通过URL来实现的。 万维网（world wide web，WWW，简称 Web），也称全球信息网。 1) WWW 服务模型 2) 超文本传输协议 HTTP 3) 超文本标记语言 HTML WWW服务器和浏览器之间通过HTTP传递信息，信息则以HTML编写，浏览器则把HTML信息显示在用户屏幕上。 17. 电子邮件 Email 简单邮件传输协议（SMTP）是使用最广泛的在消息传输代理（MTA）之间传递邮件的协议。 SMTP 使用的TCP端口是25 SMTP 发送Email的基本思想是 接收端在TCP 的25号端口等待发送端来的信息，发送端向接收方发出连接要求，一旦连接成功，即进行邮件信息的交换，邮件传递结束后释放连接。 邮局协议（POP） 目前常用的是第三版的POP，简称POP3 。 POP3服务器使用的端口号是110 文件传输（HTP） 主要作用是 把文件从一台计算机传递到另一台计算机。 FTP也是一种客户机/服务器方式的应用，服务器使用21号TCP端口。 FTP协议的目标是： 促进文件共享（程序或数据） 鼓励间接或隐式地（通过程序）使用远程计算机