简单的计算机网络知识

1. 计算机网络知识点

一、计算机网络概述

1.1 计算机网络的分类

按照网络的作用范围：广域网（WAN）、城域网（MAN）、局域网（LAN）；

按照网络使用者：公用网络、专用网络。

1.2 计算机网络的层次结构

TCP/IP四层模型与OSI体系结构对比：

1.3 层次结构设计的基本原则

各层之间是相互独立的；

每一层需要有足够的灵活性；

各层之间完全解耦。

1.4 计算机网络的性能指标

速率：bps=bit/s 时延：发送时延、传播时延、排队时延、处理时延 往返时间RTT：数据报文在端到端通信中的来回一次的时间。

二、物理层

物理层的作用：连接不同的物理设备，传输比特流。该层为上层协议提供了一个传输数据的可靠的物理媒体。简单的说，物理层确保原始的数据可在各种物理媒体上传输。

物理层设备：

中继器【Repeater，也叫放大器】：同一局域网的再生信号；两端口的网段必须同一协议；5-4-3规程：10BASE-5以太网中，最多串联4个中继器，5段中只能有3个连接主机；

集线器：同一局域网的再生、放大信号（多端口的中继器）；半双工，不能隔离冲突域也不能隔离广播域。

信道的基本概念：信道是往一个方向传输信息的媒体，一条通信电路包含一个发送信道和一个接受信道。

单工通信信道：只能一个方向通信，没有反方向反馈的信道；

半双工通信信道：双方都可以发送和接受信息，但不能同时发送也不能同时接收；

全双工通信信道：双方都可以同时发送和接收。

三、数据链路层

3.1 数据链路层概述

数据链路层在物理层提供的服务的基础上向网络层提供服务，其最基本的服务是将源自网络层来的数据可靠地传输到相邻节点的目标机网络层。数据链路层在不可靠的物理介质上提供可靠的传输。

该层的作用包括： 物理地址寻址、数据的成帧、流量控制、数据的检错、重发 等。

有关数据链路层的重要知识点：

数据链路层为网络层提供可靠的数据传输；

基本数据单位为帧；

主要的协议：以太网协议；

两个重要设备名称：网桥和交换机。

封装成帧：“帧”是 数据链路层 数据的基本单位：

透明传输：“透明”是指即使控制字符在帧数据中，但是要当做不存在去处理。即在控制字符前加上转义字符ESC。

3.2 数据链路层的差错监测

差错检测：奇偶校验码、循环冗余校验码CRC

奇偶校验码–局限性：当出错两位时，检测不到错误。

循环冗余检验码：根据传输或保存的数据而产生固定位数校验码。

3.3 最大传输单元MTU

最大传输单元MTU(Maximum Transmission Unit)，数据链路层的数据帧不是无限大的，数据帧长度受MTU限制.

路径MTU：由链路中MTU的最小值决定。

3.4 以太网协议详解

MAC地址：每一个设备都拥有唯一的MAC地址，共48位，使用十六进制表示。

以太网协议：是一种使用广泛的局域网技术，是一种应用于数据链路层的协议，使用以太网可以完成相邻设备的数据帧传输：

局域网分类：

Ethernet以太网IEEE802.3：

以太网第一个广泛部署的高速局域网

以太网数据速率快

以太网硬件价格便宜，网络造价成本低

以太网帧结构：

类型：标识上层协议（2字节）

目的地址和源地址：MAC地址（每个6字节）

数据：封装的上层协议的分组（46~1500字节）

CRC：循环冗余码（4字节）

以太网最短帧：以太网帧最短64字节；以太网帧除了数据部分18字节；数据最短46字节；

MAC地址（物理地址、局域网地址）

MAC地址长度为6字节，48位；

MAC地址具有唯一性，每个网络适配器对应一个MAC地址；

通常采用十六进制表示法，每个字节表示一个十六进制数，用 - 或 : 连接起来；

MAC广播地址：FF-FF-FF-FF-FF-FF。

四、网络层

网络层的目的是实现两个端系统之间的数据透明传送，具体功能包括寻址和路由选择、连接的建立、保持和终止等。数据交换技术是报文交换（基本上被分组所替代）：采用储存转发方式，数据交换单位是报文。

网络层中涉及众多的协议，其中包括最重要的协议，也是TCP/IP的核心协议——IP协议。IP协议非常简单，仅仅提供不可靠、无连接的传送服务。IP协议的主要功能有：无连接数据报传输、数据报路由选择和差错控制。

与IP协议配套使用实现其功能的还有地址解析协议ARP、逆地址解析协议RARP、因特网报文协议ICMP、因特网组管理协议IGMP。具体的协议我们会在接下来的部分进行总结，有关网络层的重点为：

1、网络层负责对子网间的数据包进行路由选择。此外，网络层还可以实现拥塞控制、网际互连等功能；

2、基本数据单位为IP数据报；

3、包含的主要协议：

IP协议（Internet Protocol，因特网互联协议）;

ICMP协议（Internet Control Message Protocol，因特网控制报文协议）;

ARP协议（Address Resolution Protocol，地址解析协议）;

RARP协议（Reverse Address Resolution Protocol，逆地址解析协议）。

4、重要的设备：路由器。

路由器相关协议

4.1 IP协议详解

IP网际协议是 Internet 网络层最核心的协议。虚拟互联网络的产生：实际的计算机网络错综复杂；物理设备通过使用IP协议，屏蔽了物理网络之间的差异；当网络中主机使用IP协议连接时，无需关注网络细节，于是形成了虚拟网络。

IP协议使得复杂的实际网络变为一个虚拟互联的网络；并且解决了在虚拟网络中数据报传输路径的问题。

其中，版本指IP协议的版本，占4位，如IPv4和IPv6；首部位长度表示IP首部长度，占4位，最大数值位15；总长度表示IP数据报总长度，占16位，最大数值位65535；TTL表示IP数据报文在网络中的寿命，占8位；协议表明IP数据所携带的具体数据是什么协议的，如TCP、UDP。

4.2 IP协议的转发流程

4.3 IP地址的子网划分

A类（8网络号+24主机号）、B类（16网络号+16主机号）、C类（24网络号+8主机号）可以用于标识网络中的主机或路由器，D类地址作为组广播地址，E类是地址保留。

4.4 网络地址转换NAT技术

用于多个主机通过一个公有IP访问访问互联网的私有网络中，减缓了IP地址的消耗，但是增加了网络通信的复杂度。

NAT 工作原理：

从内网出去的IP数据报，将其IP地址替换为NAT服务器拥有的合法的公共IP地址，并将替换关系记录到NAT转换表中；

从公共互联网返回的IP数据报，依据其目的的IP地址检索NAT转换表，并利用检索到的内部私有IP地址替换目的IP地址，然后将IP数据报转发到内部网络。

4.5 ARP协议与RARP协议

地址解析协议 ARP（Address Resolution Protocol）：为网卡（网络适配器）的IP地址到对应的硬件地址提供动态映射。可以把网络层32位地址转化为数据链路层MAC48位地址。

ARP 是即插即用的，一个ARP表是自动建立的，不需要系统管理员来配置。

RARP(Reverse Address Resolution Protocol)协议指逆地址解析协议，可以把数据链路层MAC48位地址转化为网络层32位地址。

4.6 ICMP协议详解

网际控制报文协议（Internet Control Message Protocol），可以报告错误信息或者异常情况，ICMP报文封装在IP数据报当中。

ICMP协议的应用：

Ping应用：网络故障的排查；

Traceroute应用：可以探测IP数据报在网络中走过的路径。

4.7网络层的路由概述

关于路由算法的要求：正确的完整的、在计算上应该尽可能是简单的、可以适应网络中的变化、稳定的公平的。

自治系统AS： 指处于一个管理机构下的网络设备群，AS内部网络自治管理，对外提供一个或多个出入口，其中自治系统内部的路由协议为内部网关协议，如RIP、OSPF等；自治系统外部的路由协议为外部网关协议，如BGP。

静态路由： 人工配置，难度和复杂度高；

动态路由：

链路状态路由选择算法LS：向所有隔壁路由发送信息收敛快；全局式路由选择算法，每个路由器计算路由时，需构建整个网络拓扑图；利用Dijkstra算法求源端到目的端网络的最短路径；Dijkstra(迪杰斯特拉)算法

距离-向量路由选择算法DV：向所有隔壁路由发送信息收敛慢、会存在回路；基础是Bellman-Ford方程（简称B-F方程）；

4.8 内部网关路由协议之RIP协议

路由信息协议 RIP(Routing Information Protocol)【应用层】，基于距离-向量的路由选择算法，较小的AS（自治系统），适合小型网络；RIP报文，封装进UDP数据报。

RIP协议特性：

RIP在度量路径时采用的是跳数（每个路由器维护自身到其他每个路由器的距离记录）；

RIP的费用定义在源路由器和目的子网之间；

RIP被限制的网络直径不超过15跳；

和隔壁交换所有的信息，30主动一次（广播）。

4.9 内部网关路由协议之OSPF协议

开放最短路径优先协议 OSPF(Open Shortest Path First)【网络层】，基于链路状态的路由选择算法（即Dijkstra算法），较大规模的AS ，适合大型网络，直接封装在IP数据报传输。

OSPF协议优点：

安全；

支持多条相同费用路径；

支持区别化费用度量；

支持单播路由和多播路由；

分层路由。

RIP与OSPF的对比（路由算法决定其性质）：

4.10外部网关路由协议之BGP协议

BGP（Border Gateway Protocol）边际网关协议【应用层】：是运行在AS之间的一种协议,寻找一条好路由：首次交换全部信息，以后只交换变化的部分,BGP封装进TCP报文段.

五、传输层

第一个端到端，即主机到主机的层次。传输层负责将上层数据分段并提供端到端的、可靠的或不可靠的传输。此外，传输层还要处理端到端的差错控制和流量控制问题。

传输层的任务是根据通信子网的特性，最佳的利用网络资源，为两个端系统的会话层之间，提供建立、维护和取消传输连接的功能，负责端到端的可靠数据传输。在这一层，信息传送的协议数据单元称为段或报文。

网络层只是根据网络地址将源结点发出的数据包传送到目的结点，而传输层则负责将数据可靠地传送到相应的端口。

有关网络层的重点：

传输层负责将上层数据分段并提供端到端的、可靠的或不可靠的传输以及端到端的差错控制和流量控制问题；

包含的主要协议：TCP协议（Transmission Control Protocol，传输控制协议）、UDP协议（User Datagram Protocol，用户数据报协议）；

重要设备：网关。

5.1 UDP协议详解

UDP(User Datagram Protocol: 用户数据报协议)，是一个非常简单的协议。

UDP协议的特点：

UDP是无连接协议；

UDP不能保证可靠的交付数据；

UDP是面向报文传输的；

UDP没有拥塞控制；

UDP首部开销很小。

UDP数据报结构：

首部:8B，四字段/2B【源端口 | 目的端口 | UDP长度 | 校验和】 数据字段：应用数据

5.2 TCP协议详解

TCP(Transmission Control Protocol: 传输控制协议)，是计算机网络中非常复杂的一个协议。

TCP协议的功能：

对应用层报文进行分段和重组；

面向应用层实现复用与分解；

实现端到端的流量控制；

拥塞控制；

传输层寻址；

对收到的报文进行差错检测（首部和数据部分都检错）；

实现进程间的端到端可靠数据传输控制。

TCP协议的特点：

TCP是面向连接的协议；

TCP是面向字节流的协议；

TCP的一个连接有两端，即点对点通信；

TCP提供可靠的传输服务；

TCP协议提供全双工通信（每条TCP连接只能一对一）；

5.2.1 TCP报文段结构：

最大报文段长度：报文段中封装的应用层数据的最大长度。

TCP首部：

序号字段：TCP的序号是对每个应用层数据的每个字节进行编号

确认序号字段：期望从对方接收数据的字节序号，即该序号对应的字节尚未收到。用ack_seq标识；

TCP段的首部长度最短是20B ，最长为60字节。但是长度必须为4B的整数倍

TCP标记的作用：

5.3 可靠传输的基本原理

基本原理：

不可靠传输信道在数据传输中可能发生的情况：比特差错、乱序、重传、丢失

基于不可靠信道实现可靠数据传输采取的措施：

差错检测：利用编码实现数据包传输过程中的比特差错检测 确认：接收方向发送方反馈接收状态 重传：发送方重新发送接收方没有正确接收的数据 序号：确保数据按序提交 计时器：解决数据丢失问题；

停止等待协议：是最简单的可靠传输协议，但是该协议对信道的利用率不高。

连续ARQ(Automatic Repeat reQuest：自动重传请求)协议：滑动窗口+累计确认，大幅提高了信道的利用率。

5.3.1TCP协议的可靠传输

基于连续ARQ协议，在某些情况下，重传的效率并不高，会重复传输部分已经成功接收的字节。

5.3.2 TCP协议的流量控制

流量控制：让发送方发送速率不要太快，TCP协议使用滑动窗口实现流量控制。

5.4 TCP协议的拥塞控制

拥塞控制与流量控制的区别：流量控制考虑点对点的通信量的控制，而拥塞控制考虑整个网络，是全局性的考虑。拥塞控制的方法：慢启动算法+拥塞避免算法。

慢开始和拥塞避免：

【慢开始】拥塞窗口从1指数增长；

到达阈值时进入【拥塞避免】，变成+1增长；

【超时】，阈值变为当前cwnd的一半（不能<2）；

再从【慢开始】，拥塞窗口从1指数增长。

快重传和快恢复：

发送方连续收到3个冗余ACK，执行【快重传】，不必等计时器超时；

执行【快恢复】，阈值变为当前cwnd的一半（不能<2），并从此新的ssthresh点进入【拥塞避免】。

5.5 TCP连接的三次握手（重要）

TCP三次握手使用指令：

面试常客：为什么需要三次握手？

第一次握手：客户发送请求，此时服务器知道客户能发；

第二次握手：服务器发送确认，此时客户知道服务器能发能收；

第三次握手：客户发送确认，此时服务器知道客户能收。

建立连接（三次握手）：

第一次： 客户向服务器发送连接请求段，建立连接请求控制段（SYN=1），表示传输的报文段的第一个数据字节的序列号是x，此序列号代表整个报文段的序号（seq=x）；客户端进入 SYN_SEND （同步发送状态）；

第二次： 服务器发回确认报文段，同意建立新连接的确认段（SYN=1），确认序号字段有效（ACK=1），服务器告诉客户端报文段序号是y（seq=y），表示服务器已经收到客户端序号为x的报文段，准备接受客户端序列号为x+1的报文段（ack_seq=x+1）；服务器由LISTEN进入SYN_RCVD （同步收到状态）;

第三次： 客户对服务器的同一连接进行确认.确认序号字段有效(ACK=1),客户此次的报文段的序列号是x+1(seq=x+1),客户期望接受服务器序列号为y+1的报文段(ack_seq=y+1);当客户发送ack时，客户端进入ESTABLISHED 状态;当服务收到客户发送的ack后，也进入ESTABLISHED状态;第三次握手可携带数据;

5.6 TCP连接的四次挥手（重要）

释放连接（四次挥手）

第一次： 客户向服务器发送释放连接报文段，发送端数据发送完毕，请求释放连接（FIN=1），传输的第一个数据字节的序号是x（seq=x）；客户端状态由ESTABLISHED进入FIN_WAIT_1（终止等待1状态）；

第二次： 服务器向客户发送确认段，确认字号段有效（ACK=1），服务器传输的数据序号是y（seq=y），服务器期望接收客户数据序号为x+1（ack_seq=x+1）;服务器状态由ESTABLISHED进入CLOSE_WAIT（关闭等待）；客户端收到ACK段后，由FIN_WAIT_1进入FIN_WAIT_2；

第三次： 服务器向客户发送释放连接报文段，请求释放连接（FIN=1），确认字号段有效（ACK=1），表示服务器期望接收客户数据序号为x+1（ack_seq=x+1）;表示自己传输的第一个字节序号是y+1（seq=y+1）；服务器状态由CLOSE_WAIT 进入 LAST_ACK （最后确认状态）；

第四次： 客户向服务器发送确认段，确认字号段有效（ACK=1），表示客户传输的数据序号是x+1（seq=x+1），表示客户期望接收服务器数据序号为y+1+1（ack_seq=y+1+1）；客户端状态由FIN_WAIT_2进入TIME_WAIT，等待2MSL时间，进入CLOSED状态；服务器在收到最后一次ACK后，由LAST_ACK进入CLOSED；

为什么需要等待2MSL?

最后一个报文没有确认；

确保发送方的ACK可以到达接收方；

2MSL时间内没有收到，则接收方会重发；

确保当前连接的所有报文都已经过期。

六、应用层

为操作系统或网络应用程序提供访问网络服务的接口。应用层重点：

数据传输基本单位为报文；

包含的主要协议：FTP（文件传送协议）、Telnet（远程登录协议）、DNS（域名解析协议）、SMTP（邮件传送协议），POP3协议（邮局协议），HTTP协议（Hyper Text Transfer Protocol）。

6.1 DNS详解

DNS（Domain Name System:域名系统）【C/S，UDP，端口53】：解决IP地址复杂难以记忆的问题,存储并完成自己所管辖范围内主机的 域名 到 IP 地址的映射。

域名解析的顺序：

【1】浏览器缓存，

【2】找本机的hosts文件，

【3】路由缓存，

【4】找DNS服务器（本地域名、顶级域名、根域名）->迭代解析、递归查询。

IP—>DNS服务—>便于记忆的域名

域名由点、字母和数字组成，分为顶级域（com，cn，net，gov，org）、二级域（,taobao,qq,alibaba）、三级域（www）(12-2-0852)

6.2 DHCP协议详解

DHCP（Dynamic Configuration Protocol:动态主机设置协议）：是一个局域网协议，是应用UDP协议的应用层协议。作用：为临时接入局域网的用户自动分配IP地址。

6.3 HTTP协议详解

文件传输协议（FTP）：控制连接（端口21）：传输控制信息（连接、传输请求），以7位ASCII码的格式。整个会话期间一直打开。

HTTP（HyperText Transfer Protocol:超文本传输协议）【TCP，端口80】：是可靠的数据传输协议，浏览器向服务器发收报文前，先建立TCP连接，HTTP使用TCP连接方式（HTTP自身无连接）。

HTTP请求报文方式：

GET：请求指定的页面信息，并返回实体主体；

POST：向指定资源提交数据进行处理请求；

DELETE：请求服务器删除指定的页面；

HEAD：请求读取URL标识的信息的首部，只返回报文头；

OPETION：请求一些选项的信息；

PUT：在指明的URL下存储一个文档。

6.3.1 HTTP工作的结构

6.3.2 HTTPS协议详解

HTTPS(Secure)是安全的HTTP协议，端口号443。基于HTTP协议，通过SSL或TLS提供加密处理数据、验证对方身份以及数据完整性保护

原文地址：https://blog.csdn.net/Royalic/article/details/119985591

2. 计算机网络基础知识（一）

参考：计算机网络 谢希仁 第7版

一、现在最主要的三种网络
 电信网络(电话网)
 有线电视网络
 计算机网络 (发展最快，信息时代的核心技术)
二、internet 和 Internet
 internet 是普通名词
泛指一般的互连网(互联网)
 Internet 是专有名词,标准翻译是“因特网” 世界范围的互连网(互联网)
使用 TCP/IP 协议族
前身是美国的阿帕网 ARPANET
三、计算机网络的带宽
计算机网络的带宽是指网络可通过的最高数据率，即每秒多少比特。 描述带宽也常常把“比特/秒”省略。
例如，带宽是 10 M，实际上是 10 Mb/s。注意:这里的 M 是 106。
四、对宽带传输的错误概念
在网络中有两种不同的速率:
 信号(即电磁波)在传输媒体上的传播速率(米/秒，或公里/秒)
 计算机向网络发送比特的速率(比特/秒),也叫传输速率。 这两种速率的意义和单位完全不同。
宽带传输:计算机向网络发送比特的速率较高。 宽带线路:每秒有更多比特从计算机注入到线路。 宽带线路和窄带线路上比特的传播速率是一样的。
早期的计算机网络采用电路交换，新型的计算机网络采用分组交换的、基于存储转发的方式。 分组交换:
 在发送端把要发送的报文分隔为较短的数据块
 每个块孙段增加带有控制信息的首部构成分组(包)
 依次把各分组发送到接收端
 接收端剥去首部，抽出数据部分，还原成报文
IP 网络的重要特点
 每一个分组独立选择路由。
 发往同一个目的地的分组，后发送的有可能先收到(即可能不按顺序接收)。  当网络中的通信量过大时，路由器就来不及处理分组，于是要丢弃一些分组。  因此， IP 网络不保证分组的可靠地交付。
 IP 网络提供的服务被称为:
尽最大努力服务(best effort service) 五、最重要的两个协议:IP 和纯卜 TCP
TCP 协议保证了应用程序之间的可靠通信,IP 协议控制分组在因特网的传输,但因特网不保证可靠交付.
在 TCP/IP 的应用层协议使用的是客户服务器方式。
 客户(client)和服务器(server)都是指通信中所涉及的两个应用进程。
 客户服务器方式所描述的是进程之间服务和被服务的关系。
 当 A 进程需要 B 进程的服务时就主动呼叫 B 进程，在这种情况下，A 是客户而 B 是服务器。
 可能在下一次通信中，B 需要 A 的服务，此时，B 是客户而 A 是服务器。则裤誉
注意:
 使用计算机的人是“用户”(user)而不是“客户”(client)。
 客户和服务器都指的是进程，即计算机软件。
 由于运行服务器进程的机器往往有许多特殊的要求，因此人们经常将主要运行服务器进程的
机器(硬件)不严格地称为服务器。
 例如，“这台机器是服务器。” 意思是:“这台机器(硬件)主要是用来运行服务器进程(软件)。”  因此，服务器(server)一词有时指的是软件，但也有时指的是硬件。
六、总结
 因特网(Internet)是世界范围的、互连起来的计算机网络，它使用 TCP/IP 协议族，并且它的前身是美 国阿帕网 ARPANET。
 计算机网络的带宽是网络可通过的最高数据率。
 因特网使用基于存储转发的分组交换，并使用 IP 协议传送 IP 分组。
 路由器把许多网络互连起来，构成了互连网。路由器收到分组后，根据路由表查找出下一跳路由器的
地址，然后转发分组。
 路由器根据与其他路由器交换的路由信息构造出自己的路由表。
 IP 网络提供尽最大努力服务，不保证可靠交付。
 TCP 协议保证计算机程序之间的、端到端的可靠交付。
 在 TCP/IP 的应用层协议使用的是客户服务器方式。
 客户和服务器都是进程(即软件)。客户是服务请求方，服务器是服务提供方。
 服务器有时也指“运行服务器软件”的机器。

一、IP 网络是虚拟网络
 IP 网络是虚拟的。在 IP 网络上传送的是 IP 数据报(IP 分组)。
 实际上在网络链路上传送的是“帧”，使用的是帧的硬件地址(MAC 地址)。
 地址解析协议 ARP 用来把 IP 地址(虚拟地址)转换为硬件地址(物理地址)。
二、IP 地址的表示方法
IP 地址的表示方法有两种:二进制和点分十进制。
IP 地址是 32 位二进制数字，为方便阅读和从键盘上输入，可把每 8 位二进制数字转换成一个十进制数字，并 用小数点隔开，这就是点分十进制。
三、因特网的域名
因特网的域名分为:  顶级域名  二级域名  三级域名

 四级域名
四、域名服务器 DNS (Domain Name Server)
因特网中设有很多的域名服务器 DNS，用来把域名转换为 IP 地址。
五、电子邮件
发送邮件使用的协议——简单邮件传送协议 SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) 接收邮件使用的协议——邮局协议版本 3 POP3 (Post Office Protocol version 3) 注:邮件的传送仍然要使用 IP 和 TCP 协议
六、统一资源定位符 URL (Uniform Resource Locator)
 URL 用来标识万维网上的各种文档。
 因特网上的每一个文档，在整个因特网的范围内具有惟一的标识符 URL。  URL 实际上就是文档在因特网中的地址。
七、超文本传送协议 HTTP (HyperText Transfer Protocol) 万维网客户程序与服务器程序之间的交互遵守超文本传送协议 HTTP。
八、结束语
 IP 地址是 32 位二进制数字。为便于阅读和键入，也常使用点分十进制记法。  个人用户上网可向本地 ISP 租用临时的 IP 地址。
 域名服务器 DNS 把计算机域名转换为计算机使用的 32 位二进制 IP 地址。  发送电子邮件使用 SMTP 协议，接收电子邮件使用 POP3 协议。
 统一资源定位符 URL 惟一地确定了万维网上文档的地址。
 超文本传送协议 HTTP 用于万维网浏览器程序和服务器程序的信息交互。
 超文本标记语言 HTML 使万维网文档有了统一的格式。
 IP 电话不使用 TCP 协议。利用 IP 电话网关使得在普通电话之间可以打 IP 电话。

一、因特网服务提供者 ISP (Internet Service Provider) 根据提供服务的覆盖面积大小以及所拥有的 IP 地址数目的不同，ISP 也分成为不同的层次。
二、两种通信方式
在网络边缘的端系统中运行的程序之间的通信方式通常可划分为两大类:C/S 方式 和 P2P 方式
(Peer-to-Peer，对等方式)。
三、因特网的核心部分
网络核心部分是因特网中最复杂的部分。
网络中的核心部分要向网络边缘中的大量主机提供连通性，使边缘部分中的任何一个主机都能够向其 他主机通信(即传送或接收各种形式的数据)。
因特网的核心部分是由许多网络和把它们互连起来的路由器组成，而主机处在因特网的边缘部分。
在因特网核心部分的路由器之间一般都用高速链路相连接，而在网络边缘的主机接入到核心部分则通 常以相对较低速率的链路相连接。

主机的用途是为用户进行信息处理的，并且可以和其他主机通过网络交换信息。路由器的用途则是用 来转发分组的，即进行分组交换的。
在网络核心部分起特殊作用的是路由器(router)。
路由器是实现分组交换(packet switching)的关键构件，其任务是转发收到的分组，这是网络核心部分
最重要的功能。
四、电路交换
电路交换必定是面向连接的。 电路交换的三个阶段:建立连接、通信、释放连接。
五、网络的分类
 不同作用范围的网络
 广域网 WAN (Wide Area Network)
 局域网 LAN (Local Area Network)
 城域网 MAN (Metropolitan Area Network)
 个人区域网 PAN (Personal Area Network)
 从网络的使用者进行分类
 公用网 (public network)
 专用网 (private network)
 用来把用户接入到因特网的网络
 接入网 AN (Access Network)，它又称为本地接入网或居民接入网。
注:由 ISP 提供的接入网只是起到让用户能够与因特网连接的“桥梁”作用。
六、计算机网络的性能指标
 速率
 带宽
 吞吐量
 时延(delay 或 latency)
 传输时延(发送时延) —— 从发送数据帧的第一个比特算起，到该帧的最后一个比特发送完 毕所需的时间。
 传播时延 —— 电磁波在信道中需要传播一定的距离而花费的时间。 注:信号传输速率(即发送速率)和信号在信道上的传播速率是完全不同的概念。
 处理时延 —— 交换结点为存储转发而进行一些必要的处理所花费的时间。
 排队时延 —— 结点缓存队列中分组排队所经历的时延。 总时延 = 发送时延+传播时延+处理时延+处理时延
 时延带宽积
 利用率 —— 分为信道利用率和网络利用率。

 信道利用率——某信道有百分之几的时间是被利用的(有数据通过)。  网络利用率——全网络的信道利用率的加权平均值。 注:信道利用率并非越高越好。
七、网络协议(network protocol) 简称为协议，是为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定。其组成要素有以下三点:
 语法  语义  同步
数据与控制信息的结构或格式 。
需要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种响应。 事件实现顺序的详细说明。
八、实体、协议、服务和服务访问点
实体(entity)——表示任何可发送或接收信息的硬件或软件进程。 协议——是控制两个对等实体进行通信的规则的集合。
 在协议的控制下，两个对等实体间的通信使得本层能够向上一层提供服务。  要实现本层协议，还需要使用下层所提供的服务。
 本层的服务用户只能看见服务而无法看见下面的协议。
 下面的协议对上面的服务用户是透明的。
 协议是“水平的”，即协议是控制对等实体之间通信的规则。
 服务是“垂直的”，即服务是由下层向上层通过层间接口提供的。 同一系统相邻两层的实体进行交互的地方，称为服务访问点 SAP (Service Access Point)。
九、TCP/IP 的体系结构
路由器在转发分组时最高只用到网络层，而没有使用运输层和应用层。

3. 计算机网络基础有哪些需要掌握的知识点

1）什么是链接？
链接是指两个设备之间的连接。它包括用于一个设备能够与另一个设备通信的电缆类型和协议。
2）OSI 参考模型的层次是什么？
有 7 个 OSI 层：物理层，数据链路层，网络层，传输层，会话层，表示层和应用层。
3）什么是骨干网？
骨干网络是集中的基础设施，旨在将不同的路由和数据分发到各种网络。它还处理带宽管理和各种通道。

4）什么是 LAN？

LAN 是局域网的缩写。它是指计算机与位于小物理位置的其他网络设备之间的连接。

5）什么是节点？

节点是指连接发生的点。它可以是作为网络一部分的计算机或设备。为了形成网络连接，需要两个或更多个节点。

6）什么是路由器？

路由器可以连接两个或更多网段。这些是在其路由表中存储信息的智能网络设备，例如路径，跳数等。有了这个信息，他们就可以确定数据传输的最佳路径。路由器在 OSI 网络层运行。

7）什么是点对点链接？

它是指网络上两台计算机之间的直接连接。除了将电缆连接到两台计算机的 NIC卡之外，点对点连接不需要任何其他网络设备。

8）什么是匿名 FTP？

匿名 FTP 是授予用户访问公共服务器中的文件的一种方式。允许访问这些服务器中的数据的用户不需要识别自己，而是以匿名访客身份登录。

9）什么是子网掩码？

子网掩码与 IP 地址组合，以识别两个部分：扩展网络地址和主机地址。像 IP 地址一样，子网掩码由 32 位组成。

10）UTP 电缆允许的最大长度是多少？

UTP 电缆的单段具有 90 到 100 米的允许长度。这种限制可以通过使用中继器和开关来克服。

11）什么是数据封装？

数据封装是在通过网络传输信息之前将信息分解成更小的可管理块的过程。在这个过程中，源和目标地址与奇偶校验一起附加到标题中。

12）描述网络拓扑

网络拓扑是指计算机网络的布局。它显示了设备和电缆的物理布局，以及它们如何连接到彼此。

13）什么是 VPN？

VPN 意味着虚拟专用网络，这种技术允许通过网络（如 Internet）创建安全通道。例如，VPN 允许您建立到远程服务器的安全拨号连接。

14）简要描述 NAT。

NAT 是网络地址转换。这是一种协议，为公共网络上的多台计算机提供一种方式来共享到 Internet 的单一连接。

15）OSI 参考模型下网络层的工作是什么？

网络层负责数据路由，分组交换和网络拥塞控制。路由器在此层下运行。

16）网络拓扑如何影响您在建立网络时的决策？

网络拓扑决定了互连设备必须使用什么媒介。它还作为适用于设置的材料，连接器和终端的基础。

17）什么是 RIP？

RIP，路由信息协议的简称由路由器用于将数据从一个网络发送到另一个网络。它通过将其路由表广播到网络中的所有其他路由器来有效地管理路由数据。它以跳数为单位确定网络距离。

18）什么是不同的方式来保护计算机网络？

有几种方法可以做到这一点。在所有计算机上安装可靠和更新的防病毒程序。确保防火墙的设置和配置正确。用户认证也将有很大的帮助。所有这些组合将构成一个高度安全的网络。

19）什么是 NIC？

NIC 是网络接口卡（网卡）的缩写。每个 NIC都有自己的 MAC 地址，用于标识网络上的 PC。

20）什么是 WAN？

WAN 代表广域网。它是地理上分散的计算机和设备的互连。它连接位于不同地区和国家/地区的网络。

21）OSI 物理层的重要性是什么？

物理层进行从数据位到电信号的转换，反之亦然。这是网络设备和电缆类型的考虑和设置。

22）TCP/IP 下有多少层？

有四层：网络层，互联网层，传输层和应用层。

23）什么是代理服务器，它们如何保护计算机网络？

代理服务器主要防止外部用户识别内部网络的 IP 地址。不知道正确的 IP 地址，甚至无法识别网络的物理位置。代理服务器可以使外部用户几乎看不到网络。

24）OSI 会话层的功能是什么？

该层为网络上的两个设备提供协议和方法，通过举行会话来相互通信。这包括设置会话，管理会话期间的信息交换以及终止会话时的解除过程。

25）实施容错系统的重要性是什么？有限吗？

容错系统确保持续的数据可用性。这是通过消除单点故障来实现的。但是，在某些情况下，这种类型的系统将无法保护数据，例如意外删除。

26）10Base-T 是什么意思？

10 是指数据传输速率，在这种情况下是 10Mbps。“Base”是指基带。T 表示双绞线，这是用于该网络的电缆。

27）什么是私有 IP 地址？

专用 IP 地址被分配用于内部网。这些地址用于内部网络，不能在外部公共网络上路由。这些确保内部网络之间不存在任何冲突，同时私有 IP 地址的范围同样可重复使用于多个内部网络，因为它们不会“看到”彼此。

28）什么是 NOS？

NOS 或网络操作系统是专门的软件，其主要任务是向计算机提供网络连接，以便能够与其他计算机和连接的设备进行通信。

29）什么是 DoS？

DoS 或拒绝服务攻击是试图阻止用户访问互联网或任何其他网络服务。这种攻击可能有不同的形式，由一群永久者组成。这样做的一个常见方法是使系统服务器过载，使其无法再处理合法流量，并将被强制重置。

30）什么是 OSI，它在电脑网络中扮演什么角色？

OSI（开放系统互连）作为数据通信的参考模型。它由 7 层组成，每层定义了网络设备如何相互连接和通信的特定方面。一层可以处理所使用的物理介质，而另一层则指示如何通过网络实际传输数据。

31）电缆被屏蔽并具有双绞线的目的是什么？

其主要目的是防止串扰。串扰是电磁干扰或噪声，可能影响通过电缆传输的数据。

32）地址共享的优点是什么？

通过使用地址转换而不是路由，地址共享提供了固有的安全性优势。这是因为互联网上的主机只能看到提供地址转换的计算机上的外部接口的公共 IP 地址，而不是内部网络上的私有 IP 地址。

33）什么是 MAC 地址？

MAC 或媒介访问控制，可以唯一地标识网络上的设备。它也被称为物理地址或以太网地址。MAC 地址由 6 个字节组成。

34）在 OSI 参考模型方面，TCP/IP 应用层的等同层或多层是什么？

TCP/IP 应用层实际上在 OSI 模型上具有三个对等体：会话层，表示层和应用层。

35）如何识别给定 IP 地址的 IP 类？

通过查看任何给定 IP 地址的第一个八位字节，您可以识别它是 A 类，B 类还是 C类。如果第一个八位字节以 0 位开头，则该地址为 Class A.如果以位 10 开头，则该地址为 B 类地址。如果从 110 开始，那么它是 C 类网络。

36）OSPF 的主要目的是什么？

OSPF 或开放最短路径优先，是使用路由表确定数据交换的最佳路径的链路状态路由协议。

37）什么是防火墙？

防火墙用于保护内部网络免受外部攻击。这些外部威胁可能是黑客谁想要窃取数据或计算机病毒，可以立即消除数据。它还可以防止来自外部网络的其他用户访问专用网络。

38）描述星形拓扑

星形拓扑由连接到节点的中央集线器组成。这是最简单的设置和维护之一。

39）什么是网关？

网关提供两个或多个网段之间的连接。它通常是运行网关软件并提供翻译服务的计算机。该翻译是允许不同系统在网络上通信的关键。

40）星型拓扑的缺点是什么？

星形拓扑的一个主要缺点是，一旦中央集线器或交换机被损坏，整个网络就变得不可用了。

41）什么是 SLIP？

SLIP 或串行线路接口协议实际上是在 UNIX 早期开发的旧协议。这是用于远程访问的协议之一。

42）给出一些私有网络地址的例子。

10.0.0.0，子网掩码为 255.0.0.0

192.168.0.0，子网掩码为 255.255.0.0

43）什么是 tracert？

Tracert 是一个 Windows 实用程序，可用于跟踪从路由器到目标网络的数据采集的路由。它还显示了在整个传输路由期间采用的跳数。

44）网络管理员的功能是什么？

网络管理员有许多责任，可以总结为 3 个关键功能：安装网络，配置网络设置以及网络的维护/故障排除。

45）描述对等网络的一个缺点。

当您正在访问由网络上的某个工作站共享的资源时，该工作站的性能会降低。

46）什么是混合网络？

混合网络是利用客户端 - 服务器和对等体系结构的网络设置。

47）什么是 DHCP？

DHCP 是动态主机配置协议的缩写。其主要任务是自动为网络上的设备分配 IP 地址。它首先检查任何设备尚未占用的下一个可用地址，然后将其分配给网络设备。

48）ARP 的主要工作是什么？

ARP 或地址解析协议的主要任务是将已知的 IP 地址映射到 MAC 层地址。

49）什么是 TCP/IP？

TCP/IP 是传输控制协议/互联网协议的缩写。这是一组协议层，旨在在不同类型的计算机网络（也称为异构网络）上进行数据交换。

50）如何使用路由器管理网络？

路由器内置了控制台，可让您配置不同的设置，如安全和数据记录。您可以为计算机分配限制，例如允许访问的资源，或者可以浏览互联网的某一天的特定时间。您甚至可以对整个网络中看不到的网站施加限制。

51）当您希望在不同平台（如 UNIX 系统和 Windows 服务器之间）传输文件时，可以应用什么协议？

使用 FTP（文件传输协议）在这些不同的服务器之间进行文件传输。这是可能的，因为 FTP 是平台无关的。

52）默认网关的使用是什么？

默认网关提供了本地网络连接到外部网络的方法。用于连接外部网络的默认网关通常是外部路由器端口的地址。

53）保护网络的一种方法是使用密码。什么可以被认为是好的密码？

良好的密码不仅由字母组成，还包括字母和数字的组合。结合大小写字母的密码比使用所有大写字母或全部小写字母的密码有利。密码必须不能被黑客很容易猜到，比如日期，姓名，收藏夹等等。

54）UTP 电缆的正确终止率是多少？

非屏蔽双绞线网线的正常终止是 100 欧姆。

55）什么是 netstat？

Netstat 是一个命令行实用程序。它提供有关连接当前 TCP/IP 设置的有用信息。

56）C 类网络中的网络 ID 数量是多少？

对于 C 类网络，可用的网络 ID 位数为 21。可能的网络 ID 数目为 2，提高到 21或 2,097,152。每个网络 ID 的主机 ID 数量为 2，增加到 8 减去 2，或 254。

57）使用长于规定长度的电缆时会发生什么？

电缆太长会导致信号丢失。这意味着数据传输和接收将受到影响，因为信号长度下降。

4. 计算机网络基础知识

计算机网络基础知识

计算机网络它是这样定义的：存在着一个能为用户自动管理的网络操作系统。有它调用完成用户所调用的资源，而整个网络像一个大的计算机系统一样，对用户是透明的。下面是我整理的计算机网络基础知识，希望大家认真阅读!

什么是计算机网络

计算机网络，是指将地理位置不同的具有独立功能的多台计算机及其外部设备，通过通信线路连接起来，在网络操作系统，网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下，实现资源共享和信息传递的计算机系统。

简单运姿羡地说，计算机网络就是通过电缆、电话线或无线通讯将两台以上的计算机互连起来的集合。

计算机网络的发展经历了面向终端的单级计算机网络、计算机网络对计算机网络和开放式标准化计算机网络三个阶段。

计算机网络通俗地讲就是由多台计算机(或其它计算机网络设备)通过传输介质和软件物理(或逻辑)连接在一起组成的。总的来说计算机网络的组成基本上包括：计算机、网络操作系统、传输介质(可以是有形的，也可以是无形的，如无线网络的传输介质就是看不见的电磁波)以及相应的应用软件四部分。

计算机网络的主要功能

计算机网络的功能要目的是实现计算机之间的资源共享、网络通信和对计算机的集中管理。除此之外还有负荷均衡、分布处理和提高系统安全与可靠性等功能。

1、资源共享

(1)硬件资源:包括各种类型的计算机、大容量存储设备、计算机外部设备，如彩色打印机、静电绘图仪等。

(2)软件资源:包括各种应用软件、工具软件、系统开发所用的支撑软件、语言处理程序、数据库管理系统等。

(3)数据资源：包括数据库文件、数据库、办公文档资料、企业生产报表等。

(4)信道资源：通信信道可以理解为电信号的传输介质。通信信道的共享是计算机网络中最重要的`共享资源之一。

2、网络通信

通信通道可以传输各种类型的信息,包括数据信息和图形、图像、声音、视频流等各种多媒体信息。

3、分布处理

把要处理的任务分散到各个计算机上运行，而不是集中在一台大型计算机上。这样，不仅可以降低软件设计的复杂性，而且还可以大大提高工作效率和降低成本。

4、集中管理

计算机在没有联网的条件下，每台计算机都是一个“信息孤岛”。在管理这些计算机时，必须分别管理。而计算机联网后，可以在某个中心位置实现对整个网络的管理。如数据库情报检索系统、交通运输部门的定票系统、军事指挥系统等。

5、均衡负荷

当网络中某台计算机的任务负荷太重时，通过网络和应用程序的控制和管理，将作业分散到网络中的其它计算机中，由多台计算机共同完成。

计算机网络的特点

1、可靠性

在一个网络系统中，当一台计算机出现故障时，可立即由系统中的另一台计算机旁拍来代替其完成所承担的任务。同样，当网络的一条链路出了故障时可选择其它的通信链路进行连接。

2、高效性

计算机网络系统摆脱了中心计算机控制结构数据传输的局限性，并且信息传递迅速，系统实时性强。网络系统中各相连的计算机能够相互传送数据信息，使相距很远的用户之间能够即时、快速、高效、直接地交换数据。

3、独立性

网络系统中各相连的计算机是相对独立的，它们之间的关系是既互相联系，又相互独立。

4、扩充性

在计算机网络系统中,人们能够很方便、灵活地接入新的计算机，从而达到扩充网络系统功能的目的。

5、廉价性

计算机网络使微机用户也能够分享到大型机的功能特性,充分体现了网络系统的“群体”优势，能节省投资和降低成本。

6、分布性

计算机网络能将分布在不同地理位置的计算机进行互连，可将大型、复杂的综合性问题实行分布式处理。

7、易操作性

对计算机网络用户而言,掌握网络使用技术册轿比掌握大型机使用技术简单，实用性也很强。

计算机网络的结构组成

一个完整的计算机网络系统是由网络硬件和网络软件所组成的。网络硬件是计算机网络系统的物理实现,网络软件是网络系统中的技术支持。两者相互作用,共同完成网络功能。

网络硬件：一般指网络的计算机、传输介质和网络连接设备等。

网络软件：一般指网络操作系统、网络通信协议等

网络硬件的组成

1、主计算机

在一般的局域网中，主机通常被称为服务器，是为客户提供各种服务的计算机，因此对其有一定的技术指标要求，特别是主、辅存储容量及其处理速度要求较高。根据服务器在网络中所提供的服务不同,可将其划分为文件服务器、打印服务器、通信服务器、域名服务器、数据库服务器等。

2、网络工作站

除服务器外，网络上的其余计算机主要是通过执行应用程序来完成工作任务的，我们把这种计算机称为网络工作站或网络客户机，它是网络数据主要的发生场所和使用场所，用户主要是通过使用工作站来利用网络资源并完成自己作业的。

3、网络终端

是用户访问网络的界面，它可以通过主机联入网内，也可以通过通信控制处理机联入网内。

4、通信处理机

一方面作为资源子网的主机、终端连接的接口，将主机和终端连入网内;另一方面它又作为通信子网中分组存储转发结点，完成分组的接收、校验、存储和转发等功能。

5、通信线路

通信线路(链路)是为通信处理机与通信处理机、通信处理机与主机之间提供通信信道。

6、信息变换设备

对信号进行变换，包括：调制解调器、无线通信接收和发送器、用于光纤通信的编码解码器等。