目录
一、计算机网络发展史
二、OSI/RM模型
1、OSI/RM七层模型
2、每一层的作用
3、网络通信原理
三、TCP/IP协议
1、层次结构
2、每一层作用
3、TCP/IP网络协议包含哪些具体协议
四、IP地址
五、网络操作命令的应用
一、计算机网络发展史
第一阶段:以单计算机为中心的联机系统特征:主机只做内部通信和数据处理,主机和主机之间是没办法进行通信工作
第二阶段:主机既做数据处理,又做通信
第三阶段:网络进入到标准化得发展---->网络协议
(1)ARPANET的标准协议
面试题:最早出现的网络协议:ARPANET的标准协议
①用于计算机之间的数据传输
②能够连接不同类型的计算机
③所有的网络节点都同等重要
④必须有冗余的路由
⑤网络结构尽可能地简单,但能非常可靠地传送数据
由于技术上的不足,使得具有相同厂家,相同型号的计算机之间可以进行数据通信,但是不同厂家,不同型号的计算机无法进行数据通信。
(2)TCP/IP协议
正是由于TCP/P网络通信协议的出现,使得不同计算机之间得以实现数据通信,为计算机网络的进一步发展奠定了基础。
基于TCP/IP的4.2 BSD(Unix系统)
不同网络之间的通信
(3)ISO的OST/RM规范
第四阶段:(90年代至今)国际化的互连网的诞生与发展
由于ARPANET网络的维护费用日益高昂,把ARPANET分成了两个网络:MILNET(军网)ARPANET(民网)。
>1990年,由NSF将ARPANET民网改名成为Internet,随后很多公司、企业加入
>WWW概念的提出
>Mosaic的WWW客户程序
>PPP使得家庭用户可方便访问Internet
二、OSI/RM模型
----->通信----->发送方 接收方
·1984年,ISO推出因特网的协议规范OSI/RM(Open Systems Interconnection/Reference Model )
·ISO:国际标准化组织
·OSI/RM:开放系统互连参考模型
·为开放式互连信息系统提供了一种功能结构的框架
1、OSI/RM七层模型
OSI/RM模型结构:
↑应用层 Application
↑表示层Presentation
↑会话层Session
↑传输层Transport
↑网络层 Network
↑数据链路层Data Link
↑物理层 Physical
2、每一层的作用
7.应用层:对应用软件提供网络支持
功能:提供OSI用户服务,如事务处理、文件传输、数据检索、网络管理、加密
6.表示层:表示数据形式,完成对传输数据的格式转化
功能:①代表应用层协商数据表示
②完成对传输数据的转化,如格式化、加/解密、压缩/解压
5.会话层:负责建立维护拆除会话,为端系统的应用程序之间提供了对话控制机制。
数据传输的“中间商”角色,负责数据传输的“售后服务”
功能:①提供两进程之间建立、维护和结束会话连接的功能
②管理会话
③同步数据
注意:传输层和会话层一般结合使用
4.传输层:负责建立一个可靠的端到端的连接
端到端:发送端到接收端
功能:
①建立、维护和撤销(拆除)传输连接------端对端的连接
②控制流量,差错控制(使高层收到的数据几乎完整无差错
③选择合适的网络层服务以实现其功能
④提供数据的编号、排序、拼接以及重同步功能
3.网络层:负责路由寻址和广播
广播:发送消息,接收消息
功能:
① 路由选择与中断
② 控制分组传送系统的操作
③ 控制流量,以防网络过于拥挤
④ 建立和撤销网络连接
⑤ 根据传输层的要求来选择服务
2.数据链路层:负责将上层数据封装成帧
>帧:数据链路层完成从物理层到网络层的过度、准备工作功能
>传输管理:为网络层提供低出错率、高可靠性的数据链路
>流量控制:协调主机和通信设备之间的数据传输率
1.物理层:只负责传输二进制比特流
功能:
>为数据链路层提供服务,从数据链路层接收数据,并按规定形式的信号和格式将数据发送
>向数据链路层提供数据(把比特流还原为数据链路层可以理解的格式)
3、网络通信原理
1、数据通信原理
发送端自上而下传输(直到物理层),接收端自下而上传输(直到发送端发起通信的层次)
2、对等会话原理
发送端和接收端只有在对等层才可进行通信,不同层次传输的数据格式不一样:
·应用层、表示层和会话层以报文方式传输
·传输层以报文或者报文分段方式传输
·网络层以分组方式传输
·数据链路层以帧方式传输
·物理层以比特流方式传输
发送端每经过一层(物理层除外)都要在原数据上进行协议封装,即最前面加装一个本层所使用协议的协议头;接收端每经过一层都要对原数据进行协议解封装,即去掉原数据最前面的上层协议头。
报文:一次性要发送的数据块
报文分段:传输过程中会不断的封装成分组、包、帧来传输
分组:大多数计算机网络都不能连续地传送任意长的数据,所以实际上网络系统把数据分割成小块,然后逐块地发送,这种小块就称作分组
帧:数据比较小
三、TCP/IP协议
1、层次结构
·应用层 Application
·传输层 Transport
·互联层 Network
·网络接口层 Link
2、每一层作用
1.网络接口层:在物理连接(网线和电脑之间)之上,实现逻辑链路(用到的协议)的连接(拨号连接)
·接口卡(网卡):具有物理地址,即MAC地址
2.网络互联层:在不同网络之间进行路由寻址、传递数据报
3.传输层:建立应用间端到端的链接(可靠连接,不可靠连接)
面向连接:会话建立、数据传输、会话拆除
无连接:不保证数据的有序到达
·端口号:区别应用层协议,不同的应用协议有不同的端口号。通过端口号区分不同的应用程序。查看端口号:netstat -a -n
4.应用层:负责用户与应用程序之间的通信
3、TCP/IP网络协议包含哪些具体协议
TCP/IP网络接口层
·SLIP协议:串行线路IP协议。实现拨号连接,缺点:1.通信时,需知道每端的IP地 址;2.无法兼容其他网络协议
·PPP协议:点对点协议。实现拨号连接,解决SLP存在的问题
MAC地址和IP地址的关系
·ARP协议:地址解析协议。IP--->MAC:通过目标设备的IP地址,可以获取到他的 物理地址,保证通信的进行
·RARP协议:反向(逆向)地址解析协议 MAC--->IP
TCP/IP网络互联层
·IP协议:因特网协议。路由寻址、传递数据报
无连接(不保证数据的有序到达)、不可靠
·ICMP协议:因特网控制消息协议。属于IP协议的一部分。在主机与路由器之间传递 控制信息。ICMP协议是一种面向无连接的协议,用于传输出错报告控制信息。ping
TCP/IP传输层
·TCP协议:传输控制协议。面向连接,可靠(三次握手:在进行数据传输之前,一定 是确定两端都在的情况下,来进行数据的传输),速度慢。(浏览器)
·UDP协议:用户数据报协议。无连接、不可靠、速度快。(QQ、微信)
TCP/IP应用层
·FTP:文件传输协议
·HTTP:超文本传输协议
·DNS:域名系统
·Telnet:远程终端协议
·IMAP:Internet邮件访问协议
·POP3:邮局协议版本3
·数据报:通过网络传输的数据的基本单元,它携带了要从计算机传递到目的的计 算机的信息
·数据包:是TCP/P协议通信传输中的数据单位,单个信息被划分为多个数据块, 这些数据块被称为包。
·路由寻址(路由):路由器从一个接口上接收到数据包,根据数据包的目的地址 进行定向并转发到另一个接口的过程。
---SLIP(Serial line Internet Protocol)协议(串行线路IP协议)
·在串行线路上封装IP数据报
·用于拨号连接
·缺点: 没有差错校验机制
---差错校验机制:每一端必须知道对方的IP地址,没有办法把本端的IP地址通知给另一端;如果一条串行线路用于SLIP,那么它不能同时使用其他协议。
---PPP(Point to Point Protocol)协议
·用于串行与并行线路上的拨号连接
·解决SLP存在的问题
---ARP( Address Resolution Protocol)协议
是根据IP地址获取物理地址的一个TCP/IP协议。
MAC,每个网卡都有的唯一的硬件地址
每个网卡的硬件地址都是由厂商所提供,而且每个地址都是唯一的,在网络上不允许有重复的硬件地址出现。
·IP地址对应到MAC
通过目标设备的IP地址,查询目标设备的MAC地址,以保证通信的顺利进行。
---RARP( Reverse Address Resolution Protocol )协议
·反向地址解析·MAC到IP地址
---IP( Internet Protocol)协议
·无连接、不可靠的协议·负责在主机之间寻址·设定路由
---ICMP( Internet Control Message Protocol )协议
·报告错误(网络的错误检测,主机故障等)·控制消息·Ping程序
---TCP(Transmission Control Protocol)传输控制协议
·面向连接·可靠(三次握手)·速度慢
---UDP(User Datagram Protocol)用户数据报协议
·无连接·不可靠·速度快
---FTP(File Transfer Protocol):文件传输协议
---HTTP(Hypertext Transfer Protocol):超文本传输协议
---DNS(Domain Name System):域名系统
---Telnet(Telecommunication Network):远程终端协议
---IMAP(Internet Mail Access Protocol):Internet邮件访问协议
---POP3(Post Office Protocol version3):邮局协议版本3
四、IP地址
- IP地址的特点
·P地址32位长(二进制)
·每个IP地址被分为四组,每组八位,用句号隔开(二进制)
·每组数字大下范围0~255
·10000011 01101011 00000011 00010001
·131.107.3.17
IP地址有两部分构成:网络位+主机位
- IP地址的分类
A类:第一组数1~127
B类:128~191
C类:192~223
D类:224~239
E类:240~255
IP地址网络位和主机位的划分:
A类:网络位8位,第一组,剩下三组是主机位
B类:网络位16位,前两组,剩下两组是主机位
C类:网络位24位,前三组,剩下一组是主机位
·保留地址
·网络位
·10
·127(环路测试,127.0.0.1指本机localhost)
·172.16.0.0-172.31.255.255
·192.168.**
·主机位
·全0(表示子网)
·全1(广播)
- 子网掩码
B类网络被划分为64个子网
使用子网掩码是为了要区分一个IP地址中的网络位和主机位。
子网掩码是用来判断任意两台计算机的IP地址是否属于同一子网络的根据。
- 子网掩码的特点
·由连续的1 和0构成(二进制)
·默认子网掩码:A类:255.0.0.0 B类:255.255.0.0 C类:255.255.255.0
·子网掩码中可以出现的数字:
·0 128 192 224 240 248 252 254 255
- 有关IP地址的运算
·逻辑运算
·与 and 有0则0
·或 or 有1则1
·非 not
判断两台主机是否在同一子网中: IP地址 and 子网掩码 = 网络ID
五、网络操作命令的应用
ipconfig 查看本地网络配置信息
ipconfig/all 详细查看本地网络配置信息
ipconfig/displaydns 查看本地DNS解析的内容
ipconfig/flushdns 刷新本地DNS服务器解析的内容
DNS在进行解析的时候会生成缓存,一边下次访问同样的域名时,加快速度。
ping 监测网络通不通
netstat 查看网络使用状态
netstat -a -n 查看本地的端口号