一、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的三個(gè)階段
1、研究階段 (68年~84年)
主要特征:
TCP/IP協(xié)議的研制成功。
Client/Server工作方式的實(shí)現(xiàn)。
實(shí)現(xiàn)了資源共享和分散控制等。
2、運(yùn)行階段 (85年~92年)
主要特征:
Internet骨干網(wǎng)絡(luò)的延生
網(wǎng)絡(luò)私有化的形成
網(wǎng)絡(luò)商業(yè)化的開始
3、應(yīng)用階段 (92年~今)
主要特征:
網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的全球化
網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的商業(yè)化
網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的多樣化
二、我國(guó)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的三個(gè)層次
1、國(guó)家經(jīng)濟(jì)信息化的基本通信網(wǎng),
CHINAPAC:1991建設(shè),分組交換網(wǎng)。
CHINADDN:1994建設(shè),數(shù)字專用網(wǎng)
金橋工程:1997建設(shè),以光纖、衛(wèi)星、微波、無(wú)線移動(dòng)等多種方式,形成天地一體的
網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
2、依托此平臺(tái)開發(fā)的各種專業(yè)網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用網(wǎng)絡(luò);
金卡工程:全民信用卡系統(tǒng)——電子貨幣工程。
金企工程:企業(yè)生產(chǎn)與流通信息系統(tǒng),為國(guó)家宏觀調(diào)控提供科學(xué)依據(jù)。
金農(nóng)工程:農(nóng)業(yè)綜合管理及信息服務(wù)系統(tǒng),以縣城為點(diǎn)的農(nóng)業(yè)基本情況數(shù)據(jù)庫(kù)。
金關(guān)工程:國(guó)家對(duì)外經(jīng)濟(jì)貿(mào)易信息網(wǎng)。
金稅工程:增值稅專用發(fā)票計(jì)算機(jī)稽核系統(tǒng)工程。
企業(yè)網(wǎng)絡(luò):企業(yè)總部與分部組成的異地獨(dú)立網(wǎng)絡(luò)。
教育科研網(wǎng):CERNET連接全國(guó)各大高校。
3、目前中小型企業(yè)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用情況
企事業(yè)都建設(shè)了自己的局域網(wǎng),而且越來(lái)越多的局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)相聯(lián)。
網(wǎng)絡(luò)硬件水平不斷提高,促進(jìn)了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用,網(wǎng)絡(luò)管理人才的需求加大。
網(wǎng)絡(luò)管理員:以網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)技術(shù)為主的網(wǎng)絡(luò)人才。
操作系統(tǒng)管理員:以管理操作系統(tǒng)為主的網(wǎng)絡(luò)人才。
線路維護(hù)人員:負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的維修人員。
網(wǎng)絡(luò)技術(shù)支持:負(fù)責(zé)公司網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品的技術(shù)的咨詢和售后服務(wù)。
網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)基礎(chǔ)
一、OSI七層協(xié)議
OSI(Open System interconnection)開放系統(tǒng)互連參考模型
ISO(International Standards Organization)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織
1、物理層
機(jī)械性能:接口的型狀,尺寸的大小,引腳的數(shù)目和排列方式等。
電氣性能:接口規(guī)定信號(hào)的電壓、電流、阻抗、波形、速率及平衡特性等。
工程規(guī)范:接口引腳的意義、特性、標(biāo)準(zhǔn)。
工作方式:確定數(shù)據(jù)位流的傳輸方式,如:?jiǎn)喂ぁ腚p工或全雙工。
物理層協(xié)議有:
美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)(EIA)的RS232,RS422,RS423,RS485等;
國(guó)際電報(bào)電話咨詢委員會(huì)(CCITT)的X.25、X.21等;
物理層的數(shù)據(jù)單位是位(BIT),典型設(shè)備是集線器HUB。
2、鏈路層
鏈路層屏蔽傳輸介質(zhì)的物理特征,使數(shù)據(jù)可靠傳送。
內(nèi)容包括介質(zhì)訪問(wèn)控制、連接控制、順序控制、流量控制、差錯(cuò)控制和仲裁協(xié)議等。
鏈路層協(xié)議有:
協(xié)議有面向字符的通訊協(xié)議(PPP)和面向位的通訊協(xié)議(HDLC)。
仲裁協(xié)議:802.3、802.4、802.5,即:
CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection)、Token
Bus、Token Ring
鏈路層數(shù)據(jù)單位是幀,實(shí)現(xiàn)對(duì)MAC地址的訪問(wèn),典型設(shè)備是交換機(jī)Switch。
3、網(wǎng)絡(luò)層
網(wǎng)絡(luò)層管理連接方式和路由選擇。
連接方式:虛電路(Virtual Circuits)和數(shù)據(jù)報(bào)(Datagram)服務(wù)。
虛電路是面向連接的(Connection-Oriented),數(shù)據(jù)通訊一次路由,通過(guò)會(huì)話建立的一條
通路。
數(shù)據(jù)報(bào)是非連接的(Connectionless-Oriented),每個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)都有路由能力。
網(wǎng)絡(luò)層的數(shù)據(jù)單位是包,使用的是IP地址,典型設(shè)備是路由器Router。
這一層可以進(jìn)行流量控制,但流量控制更多的是使用第二層或第四層。
4、傳輸層
提供端到端的服務(wù)??梢詫?shí)現(xiàn)流量控制、負(fù)載均衡。
傳輸層信息包含端口、控制字和校驗(yàn)和。
傳輸層協(xié)議主要是TCP和UDP。
傳輸層位于OSI的第四層,這層使用的設(shè)備是主機(jī)本身?!?/p>
5、會(huì)話層
會(huì)話層主要內(nèi)容是通過(guò)會(huì)話進(jìn)行身份驗(yàn)證、會(huì)話管理和確定通訊方式。
一旦建立連接,會(huì)話層的任務(wù)就是管理會(huì)話。
6、表示層
表示層主要是解釋通訊數(shù)據(jù)的意義,如代碼轉(zhuǎn)換、格式變換等,使不同的終端可以表示。
還包括加密與解密、壓縮與解壓縮等。
7、應(yīng)用層
應(yīng)用層應(yīng)該是直接面向用戶的程序或服務(wù),包括系統(tǒng)程序和用戶程序,
例如www、FTP、DNS、POP3和SMTP等都是應(yīng)用層服務(wù)。
數(shù)據(jù)在發(fā)送時(shí)是數(shù)據(jù)從應(yīng)用層至物理層的一個(gè)打包的過(guò)程,
接收時(shí)是數(shù)據(jù)從物理層至應(yīng)用層的一個(gè)解包的過(guò)程,
從功能角度可分為三組,1、2層解決網(wǎng)絡(luò)信道問(wèn)題,3、4層解決傳輸問(wèn)題,5、6、7層處
理對(duì)應(yīng)用進(jìn)程的訪問(wèn)。
從控制角度可分為二組,第1、2、3層是通信子網(wǎng)層,第4、5、6、7層是主機(jī)控制層。
二、TCP/IP 協(xié)議簇
TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)已成為一個(gè)事實(shí)上的工業(yè)
標(biāo)準(zhǔn)。
TCP/IP是一組協(xié)議的代名詞,它還包括許多協(xié)議,組成了TCP/IP協(xié)議簇。
TCP/IP協(xié)議簇分為四層,IP位于協(xié)議簇的第二層(對(duì)應(yīng)OSI的第三層),TCP位于協(xié)議簇的第
三層(對(duì)應(yīng)OSI的第四層)。
TCP和IP是TCP/IP協(xié)議簇的中間兩層,是整個(gè)協(xié)議簇的核心,起到了承上啟下的作用。
1、接口層
TCP/IP的最低層是接口層,常見的接口層協(xié)議有:
Ethernet 802.3、Token Ring 802.5、X.25、Frame reley、HDLC、PPP等。
2、網(wǎng)絡(luò)層
網(wǎng)絡(luò)層包括:IP(Internet Protocol)協(xié)議、ICMP(Internet Control Message Protocol)
控制報(bào)文協(xié)議、ARP(Address Resolution Protocol)地址轉(zhuǎn)換協(xié)議、RARP(Reverse ARP)反向
地址轉(zhuǎn)換協(xié)議。
IP是網(wǎng)絡(luò)層的核心,通過(guò)路由選擇將下一跳IP封裝后交給接口層。IP數(shù)據(jù)報(bào)是無(wú)連接服務(wù)
。
ICMP是網(wǎng)絡(luò)層的補(bǔ)充,可以回送報(bào)文。用來(lái)檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)是否通暢。
Ping命令就是發(fā)送ICMP的echo包,通過(guò)回送的echo relay進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)測(cè)試。
ARP是正向地址解析協(xié)議,通過(guò)已知的IP,尋找對(duì)應(yīng)主機(jī)的MAC地址。
RARP是反向地址解析協(xié)議,通過(guò)MAC地址確定IP地址。比如無(wú)盤工作站和DHCP服務(wù)。
3、傳輸層
傳輸層協(xié)議主要是:傳輸控制協(xié)議TCP(Transmission Control Protocol)和用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)
議UDP(User Datagram rotocol)。
TCP是面向連接的通信協(xié)議,通過(guò)三次握手建立連接,通訊時(shí)完成時(shí)要拆除連接,由于TCP
是面向連接的所以只能用于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通訊。
TCP提供的是一種可靠的數(shù)據(jù)流服務(wù),采用“帶重傳的肯定確認(rèn)”技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)傳輸?shù)目煽?br>性。TCP還采用一種稱為“滑動(dòng)窗口”的方式進(jìn)行流量控制,所謂窗口實(shí)際表示接收能力,用
以限制發(fā)送方的發(fā)送速度。
UDP是面向無(wú)連接的通訊協(xié)議,UDP數(shù)據(jù)包括目的端口號(hào)和源端口號(hào)信息,由于通訊不需要
連接,所以可以實(shí)現(xiàn)廣播發(fā)送。
UDP通訊時(shí)不需要接收方確認(rèn),屬于不可靠的傳輸,可能會(huì)出丟包現(xiàn)象,實(shí)際應(yīng)用中要求
在程序員編程驗(yàn)證。
4、應(yīng)用層
應(yīng)用層一般是面向用戶的服務(wù)。如FTP、TELNET、DNS、SMTP、POP3。
FTP(File Transmision Protocol)是文件傳輸協(xié)議,一般上傳下載用FTP服務(wù),數(shù)據(jù)端口
是20H,控制端口是21H。
Telnet服務(wù)是用戶遠(yuǎn)程登錄服務(wù),使用23H端口,使用明碼傳送,保密性差、簡(jiǎn)單方便。
DNS(Domain Name Service)是域名解析服務(wù),提供域名到IP地址之間的轉(zhuǎn)換。
SMTP(Simple Mail Transfer Protocol)是簡(jiǎn)單郵件傳輸協(xié)議,用來(lái)控制信件的發(fā)送、中
轉(zhuǎn)?!?
POP3(Post Office Protocol 3)是郵局協(xié)議第3版本,用于接收郵件。
數(shù)據(jù)格式:
數(shù)據(jù)幀:幀頭+I(xiàn)P數(shù)據(jù)包+幀尾 (幀頭包括源和目標(biāo)主機(jī)MAC地址及類型,幀尾是校驗(yàn)字)
IP數(shù)據(jù)包:IP頭部+TCP數(shù)據(jù)信息 (IP頭包括源和目標(biāo)主機(jī)IP地址、類型、生存期等)
IP數(shù)據(jù)信息:TCP頭部+實(shí)際數(shù)據(jù) (TCP頭包括源和目標(biāo)主機(jī)端口號(hào)、順序號(hào)、確認(rèn)號(hào)、校
驗(yàn)字等)
三、TCP連接的建立
1、TCP連接通過(guò)三次握手完成。
client首先請(qǐng)求連接,發(fā)一個(gè)SYN包;Server收到后回應(yīng)SYN_ACK包;Client收到后再
發(fā)ACK包。即:
Client Server
SYN ---> 收
<--- SYN+ACK
ACK ---> 收
established表示建立狀態(tài),當(dāng)某端發(fā)出數(shù)據(jù)包后收到了回應(yīng)則進(jìn)入established狀態(tài)。
在TCP/IP連接時(shí),如果兩端都是established狀態(tài),則握手成功,否則是無(wú)連接或半聯(lián)接狀
態(tài)。
2、套接字Socket
套接字Socket由協(xié)議、IP地址和端口號(hào)組成,套接字表示一路通訊,一般是一個(gè)服務(wù),如
www服務(wù)是TCP的80端口,Telnet是TCP的23端口。
四、IP地址劃分
1、IP地址分類
IP地址有四個(gè)段,包括網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)和主機(jī)標(biāo)識(shí)兩部分:netid+hostid。
IP地址應(yīng)用分為A、B、C三類,D、E類是保留和專用的。
Class A 0******* xxxxxxxx xxxxxxxx xxxxxxxx
Class B 10****** ******** xxxxxxxx xxxxxxxx
Class C 110***** ******** ******** xxxxxxxx
Class D 1110**** ******** ******** ********
Class E 1111**** ******** ******** ********
2、地址區(qū)間
址址類 地址區(qū)間 網(wǎng)絡(luò)數(shù) 主機(jī)數(shù)
A 類 1.0.0.1~126.255.255.254 27-2=126 224-2=16777214
B 類 128.0.0.1~191.255.255.254 214-2=16382 216-2=65534
C 類 192.0.0.1~223.255.255.254 221-2=2097150 28-2=254
D 類 224.0.0.1~239.255.255.255 228=268435456 0
E 類 240.0.0.1~255.255.255.255 228=268435456 0
3、特殊地址
主機(jī)地址全0表示為一個(gè)網(wǎng)絡(luò)地址。
主機(jī)地址全1表示為對(duì)應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的廣播地址。
全0的IP地址:0.0.0.0,表示本機(jī)地址,只在啟動(dòng)過(guò)程時(shí)有效。
全1的IP地址255.255.255.255,表示本地廣播(有的軟件不支持)。
私有地址:
10.0.0.0 - 10.255.255.255
172.16.0.0 - 172.31.255.255
192.168.0.0 - 192.168.255.255
127.0.0.0網(wǎng)絡(luò)是回環(huán)網(wǎng)絡(luò)loopback,用于本機(jī)測(cè)試。例如:
ping 127.0.0.1 是測(cè)試本機(jī)網(wǎng)卡是否工作正常。
4、子網(wǎng)掩碼
子網(wǎng)掩碼用來(lái)區(qū)分網(wǎng)絡(luò)地址和主機(jī)地址,標(biāo)準(zhǔn)的子網(wǎng)掩碼為:
A 類: 1.0.0.1~126.255.255.254 netmask:255.0.0.0
B 類:128.0.0.1~191.255.255.254 netmask:255.255.0.0
C 類:192.0.0.1~223.255.255.254 netmask:255.255.255.0
子網(wǎng)掩碼和IP地址的“與”運(yùn)算得出對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)地址。
如果將子網(wǎng)掩碼“1”的位數(shù)增加則網(wǎng)絡(luò)地址數(shù)增加,形成子網(wǎng)。相當(dāng)于網(wǎng)絡(luò)的分隔。
如果將子網(wǎng)掩碼“1”的位數(shù)減小則網(wǎng)絡(luò)地址數(shù)減少,形成超網(wǎng)。相當(dāng)于網(wǎng)絡(luò)的聚合。
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