W1531第一讲：计算机网络

1、计 算 机 网 络 培 训质量标准部2015-08-11第一课：计算机网络简介第二课：物理层第三课：数据链路层第五课：网络层第七课：传输层第八课：TCP/IP协议第九课：应用层第六课：路由功能第四课：介质访问控制子层第十课：网络安全培训课时安排第一课 计算机网络历史&网络参考模型一、计算机网络历史二、参考模型三、网络工作图解四、网络硬件一、计算机网络历史是？计算机网络计算机网络：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。1.计算机网络概念一、计算机网络历史全球

2、网络拓扑图一、计算机网络历史计算机网络如何产生？网络历史http:/ Service Ponit）1994，创建4个NAP（使不同ISP互通），向不同ISP提供交换设备，使其互相通信网络结构分为五个接入级:网络接入点NAP，多个公司经营的国家主干网，地区ISP，本地ISP，校园网、企业或家庭PC机上网用户。2.网络的产生ARPA：Advanced Research Projects Agency一、计算机网络历史ARPAnet拓扑图60年代电话拓扑图二、参考模型协议层：为了降低网络设计的复杂性，绝大多数网络都组织成一堆相互叠加的层。每一层都建立在下一层的基础之上，每层目的都是为上一层提供特定的

3、服务。协议栈：一个特定系统所使用的一组协议网络体系结构：层和协议的集合1、ISO七层模型二、参考模型应用层传输层网络层数据链路层物理层QQTCP/UDP协议IP协议数据链路层物理层目标电脑目标网关路由器网关交换机“你好”转换成ASCII码；生成报文“QQ报文头”+“你好ASCII码”；交给传输层UDP协议。报文变为“UDP报文头”+“QQ报文头”+“你好ASCII码”；建立UDP连接；交给网络层IP协议报文变为“IP报文头”+“UDP报文头”+“QQ报文头”+“你好ASCII码”；交给以太网协议报文变为“以太报文头”+“IP报文头”+“UDP报文头”+“QQ报文头”+“你好ASCII码”；以太

4、网报文送到网卡上，此时报文被切割为好几帧以010100001的形式通过物理层发送至网络接受帧还原为以太报文，根据以太报文头MAC地址，查找地址列表，发送至网关重复路由过程，找到目标网关根据IP报文头的IP地址，查找路由表找到下一跳将报文发送到目标电脑剥掉以太报文头、IP报文头、UDP报文头，然后发现应用层协议是QQ，于是把这个报文交给QQ软件处理，QQ再把ASCII码还原成“你好”2、协议层面二、参考模型应用层物理层应用程序进程内存地址空间数据写入应用程序内核系统调用应用程序通过系统函数库接口（比如send函数）向内核发出系统调用内核网卡取数据系统内核随后将这些数据从用户态内存复制到由内核维护

5、的一段称为内核缓冲区的内存地址空间内核内核缓冲区的内存地址空间复制数据网卡控制器网卡缓冲区复制数据当数据写入内核缓冲区后，内核会通知网卡控制器前来取数据，同时CPU转而处理其他进程网卡控制器接到通知后，便根据网卡驱动信息得知对应内核缓冲区的地址，将要发送的数据复制到网卡的缓冲区。网卡缓冲区网线发送数据但是只有二进制的数字信号才可以在线路中传输，所以这时候需要对数据进行字节到位的转换，然后将数据的每个位按照顺序依次发出发送时网卡会使用内部特定的物理装置来生成可以传播的各种信号。比如在使用铜线线路时，网卡会根据“0”与“1”的变化产生不同的电信号；而使用光纤线路时，网卡会产生不同的光信号。3、物理

6、层面网络协议三要素：(1) 语义。语义是解释控制信息每个部分的意义。它规定了需要发出何种控制信息，以及完成的动作与做出什么样的响应。(2) 语法。语法是用户数据与控制信息的结构与格式，以及数据出现的顺序。(3) 时序。时序是对事件发生顺序的详细说明。（也可称为“同步”）。人们形象地把这三个要素描述为：语义表示要做什么，语法表示要怎么做，时序表示做的顺序二、参考模型4、名词解释协议：进程：进程（Process）是计算机中的程序关于某数据集合上的一次运行活动，是系统进行资源分配和调度的基本单位，是操作系统结构的基础。第一，进程是一个实体。每一个进程都有它自己的地址空间，一般情况下，包括文本区域（t

7、ext region）、数据区域（data region）和堆栈（stack region）。文本区域存储处理器执行的代码；数据区域存储变量和进程执行期间使用的动态分配的内存；堆栈区域存储着活动过程调用的指令和本地变量。第二，进程是一个“执行中的程序”。程序是一个没有生命的实体，只有处理器赋予程序生命时（操作系统执行之），它才能成为一个活动的实体，我们称其为进程。三、网络工作图解另一个局域网网桥路由器网关网络网关猫网关网关、猫、理由器交换机、网桥网卡、网关服务器三、网络工作图解冲突域：在同一个冲突域中的每一个节点都能收到所有被发送的帧广播域：网络中能接收任一设备发出的广播帧的所有设备的集合冲突

8、域是基于第一层（物理层）广播域是基于第二层（链路层）三、网络工作图解网络上的两个程序通过一个双向的通信连接实现数据的交换，这个连接的一端称为一个socket三、网络工作图解四、网络硬件网卡、调制解调器、集线器、中继器、网桥、交换机、路由器、网关、防火墙、服务器计算机传输介质网络设备1.网络硬件的组成四、网络硬件2.网络设备网卡（计算机硬件，连接计算机和传输介质的接口,物理层）电脑网络作用一：串并行转换网卡小知识http:/ Sense Multiple Access with Collision Detection）即带冲突检测的载波监听多路访问技术先听后发，边发边听，冲突停发，随机延迟后重发

9、解决：各端口独享带宽，网络传输速率提高交换机有MAC地址学习功能，降低网络风暴，VLAN功能，对广播域进行划分，降低网络风暴。集线器替代产品四、网络硬件2.网络设备防火墙、路由器、服务器、网桥、网关网桥：网桥工作在数据链路层，将两个LAN连起来，根据MAC地址来转发帧，可以看作一个“低层的路由器”网关(Gateway)：网关在网络层以上实现网络互连，使用在不同的通信协议、数据格式或语言，甚至体系结构完全不同的两种系统之间，网关是一个翻译器。与网桥只是简单地传达信息不同，网关对收到的信息要重新打包，以适应目的系统的需求。网关实质上是一个网络通向其他网络的IP地址。路由器： 工作在网络层，在外观上路由器与集线器或交换机相比，主要区别在于它没有那么多同类的接口，而是提供了许多不同类的接口服务器：担负着整个网络服务的提供和管理任务。服务器与普通PC之间的区别不仅体现在硬件配置及外观上，更重要地体现在它的各方面性能上，服务