专升本网络教案

第一章概述网络定义：就是把分布在不同地理区域的计算机与特地的外部设备用通信线路互连成一个规模大，功能强的网络系统，从而使众多的计算机可以便利的相互传递信息，共享硬件、软件、数据信息等资源。从概念就能知道网络的功能：连接和共享。而且可以看出计算机网络和通信技术密不行分。补充：三网合一：电信网，有线电视网，计算机网络进展与应用产生与进展：四个阶段面对终端：终端-通信线路-计算机互联阶段：分组概念，ARPANET，该阶段，完成了体系构造和协议的争论。标准化阶段：OSI/RM网络互联与高速网络阶段：高速，综合业务数字网、网络多媒体和智能网络IP化：其一指因特网，其二指使用TCP/IP组建整个通信网。计算机网络应用1．Intranet：企业、校园网2．Internet：公众internet(互连网或互联网)是个通用名词，它泛指由多个计算机网络互连而成的网络。Internet(因特网)则是个专用名词，它指当前全球最大的，开放的，由众多网络相互连接而成的特定计算机网络，承受TCP/IP族作为通信的规章，前身是美国的ARPANET计算机在我国的进展与应用NCF〔中国国家计算机网络设施CERNE〔中国教育与科研计算机网络CHINANE〔中国公用计算机互联网CHINADD〔中国公用数字数据网〕CHINAGB〔中国金桥网〕网络的功能〔硬件，软件，数据，提高系统牢靠性，均衡负载与分布处理，分散数据的综合处理。网络分类依据网络作用范围LAN特征：地理范围有限，传输介质单一传输率快传输延迟低，误码率低组网便利，有用敏捷MA〔城域网；WAN〔广域网。其他分类方法按介质不同〔有线，无线；使用范围〔公用，专用；按通信传播方式〔播送，点到点。网络拓扑构造星型：全部节点通过传输介质与中心节点连接，承受集中掌握，即任何两个节点之间的通信都要通过中心节点进展转发，中心节点通常为HUB〔播送式，交换式〕优点：构造简洁，建网简洁，便于集中掌握和治理易于扩展故障的检测和隔离便利延迟小，误差较低。总线型将假设干个节点设备公平的连接到一条高速公用总线上，其中一个是效劳器，其他是工作站。一般承受播送通信方式，一段时间内只允许一个节点发送。特点：用于小型的局域网，构造简洁敏捷，便于扩大，牢靠性高，节点间响应速度快，易于布线，本钱低，实时性差，故障诊断困难。环型每个节点都先连接到一个转发器上，再将全部的转发器通过点到点信道连成闭合环路，各工作站公平。令牌方式。优点：构造简洁，网络确定时，延迟确定信息单向流淌，无信道选择问题，简化了路径选择的掌握C．用双环构造提高牢靠性缺点：由于环路封闭，不便于增加和删除节点节点过多时，影响传输效率单环网中假设某一节点故障，会引起全网故障，同时确定故障点也很困难树型〔多级星型〕特点：易于扩展，故障隔离简洁。愈靠近顶部，处理力量愈强，对顶点的依靠性太大，假设顶点故障，则全网瘫痪。其次章数据通信根底2．1．1根本概念通信是把信息从一个地方传送到另一个地方的过程。假设传输的信息是数据就是数据通信。数据：是有意义的实体，数据涉及到事物的表示形式，是信息的载体信息：是对客观事物的特征和运动状态的描述。对数据的解释。信号：是数据在传输过程中的电气的或电磁的表示形式，或称数据的电磁或电子编码。信道(Channel：传送信息的线路〔或通路，也可理解为电信号的传输媒介。数据传输：用电信号把数据从发送端传送到接收端的过程。基带传输：只使用一种载波频率的数据传输，只传输0，1，例：100BASE-T频带传输：把数字信号调制成能在公共线上传输的音频模拟信号后再发送和传输，到达接收端后，再把音频信号解调成原来的数字信号宽带传输：在一根电缆上多路复用多个独立信号的数据传输技术，传输的信号是经过调制的模拟信号，多LAN。2.1.2线路通信方式单工通信:只能有一个方向的通信而没有反方向的交互.例:播送,有线电视.半双工通信:通信的双方都可以发送信息,但不能同时发送(也不能同时接收);一方发送另一方接收,过一段时间反过来.全双工通信:双方可以同时发送和接收信息.2．1．3同步传输和异步传输1．同步传输：以数据组为单位的数据传输，用固定时钟频率来发送，收发双方的时钟信号与传输的每一位相对应，到达位同步。适应高速数据传输。2．异步传输：群同步，字符可以随机传递，也叫起停传输，接收器知道所接收的起始时间和长度，每个字符是独立的，可以以不同速率发送。插入起始位和完毕位。多路复用频分复用〔FD：单个信号带宽一样〔或略宽〕的子信道。比方：电视频道。在数据通信系统中应和调制解调器结合使用。2．时分复用TD：同步时分：固定安排信道，时隙利用率低。异步时分：按需安排信道。空分复用SD：利用光缆中不同纤芯同时传输多个频道信号。波分复用WD同波长的光，波分复用实际上就是在光频上进展频分复用。数据交换技术〔a〕电路交换 〔b〕报文交换 〔c〕分组交换电路交换

建立连接〔占用通信资源〕—通话〔数据传输阶段，始终占线〕—释放连接〔电整个报文的比特流连续的从源点直达终点，似乎在个管道中优点：数据传输牢靠、快速、而且保证挨次。交 缺点：电路建立和撤除的时间较长，且在这期间，电路不能被共享，资源被铺张换技术报文交换 整个报文先传送到相邻结点，全部存储下来后再查找转发表，转发到下个结点，时延长。优点：不需要建立特地的端-端物理通道。存储转发 缺点：大报文在中间节点延迟很长，占用网络线路时间长；信道误码率高时大报文出错重发，这时重发大报文的数据量会很大。分组交换

发送前将较长的报文划分成一个更小的等长数据段，在每个数据段前加上必要的掌握信息组成的首部〔包头〕后，就构成一个分组，又成为包。包头包含了诸如目的地址和源地址等掌握信息，分组可以独立选择路由。优点：高效，敏捷快速牢靠。缺点：存储转时排队产生时延，包头也造成了肯定的开销分组交换网络体系构造

数据报 每个分组的传输是单独处理的虚电路 把物理链路划分为大量的规律信道，并编号命名。类似电路交换标准化组织IS〔国际标准化组织，IEE〔电器和电子工程师协会〕开放是指只要遵循OSI/RM标准一个系统就可以和位于世界上任何地方的也遵循同一标准的其他任何系统进展通信。网络体系构造的根本概念实体：进程或程序系统：实体的集合，具有信息处理和通信功能层：人们对简单问题处理的根本方法。协议：规章和商定的集合。网络体系构造是一种网络功能层次化模型；只是从功能上描述计算机网络的构造，而不涉及每层硬件和软件的组成及这些硬件或软件的实现问题，是抽象的。7应用层〔A7应用层〔A〕6表示层〔P〕5会话层〔S〕4传输层〔T〕3网络层〔N〕2数据链路层〔DL〕1物理层〔PH〕物理层功能：在物理媒体上传输原始的数据比特流。按位传输。内容：同具体的物理媒体有关，定义了设备间的物理接口标准〔机械特性、功能特性、电气特性、规程特性〕及比特传输规章。数据链路层功能：在相邻节点间无过失地传输一帧数据内容：寻址和封装—参加头尾信息〔如头部的源和目标的物理地址〕同步—通知接收者开头接收帧数据过失掌握—参加数据校验码流掌握—协调收、发双方数据传输速率，以免收方缓冲溢出网络层功能：将分组穿过通信子网从信源传输到信宿，支持网络连接。内容：路由选择：如何在多条路径中选择，穿过子网拥塞掌握：掌握分组流入子网的流量，以免子网过载，性能下降数据分片和组装：将长的分组分片，以使能在短分组网络上传输网络互联：多个子网之间进展互连传输层(运输层)功能：供给端到端的数据传输效劳内容：连接治理：建立连接、发收数据、撤除连接报文分割和装配：将上层的长数据报文分割成小的段进展传输端到端的过失掌握与流量掌握分流和多路复用TCP(传输掌握协议)面对连接,数据单位是报文段,供给牢靠交付UDP(用户数据报协议)无连接,数据单位是用户数据报,不行靠交付会话层功能：在两个相互通信的应用进程之间建立、组织和协调其交互，供给会话活动治理、交互治理和会话同步治理等功能。表示层解决如何描述数据构造并使之与机器无关。〔〕通过一些编码规章定义在通信中传送这些所需的传送语法，完成信息格式的转换〔2〕数据加密、压缩和复原。应用层功能：是直接面对用户的一层。它为应用进程供给访问OSI环境的手段，同时为应用进程供给效劳。对一些普遍需要的网络应用〔如文件传输、电子邮件、域名效劳等〕制定了一系列标准。效劳和协议的关系1．效劳是垂直的，协议是水平的。2．N层的效劳用户只能观察N层的效劳而无法观察N层的协议。3.在N层协议掌握下两个对等实体间的通信使得N层能够向N＋1层供给效劳；要实现 N层协议，需要使用N－1层供给的效劳。TCP/IP参考模型,DNS,FTP,SMTP,TELNETTCP, UDPIP,ICMP,ARP,RARP应用层,DNS,FTP,SMTP,TELNETTCP, UDPIP,ICMP,ARP,RARP应用层传输层网络层〔网际层〕主机至网络层开放的标准协议，免费，独立于硬件和OS可运行在LAN,WAN,INTERNET统一的地址安排，即IP地址可供给多种牢靠的用户效劳可把不同的物理网络联在一起TCP/IP构造定义了每个协议的责任两个进程之间传送要通过TCP/IP堆栈上下移动IP协议承受数据报方式，不行靠，通过路由转发IP协议配套使用的有下述四个协议。地址解析协议ARP(AddressResolutionProtocol) IP——》MAC逆地址解析协议RARP(ReverseAddressResolutionProtocol) MAC ip因特网掌握报文协议ICMP(InternetControlMessageProtocol)IGMP(InternetGroupManagementProtocol)网络组成(1)双绞线双绞线上既可以传输数字信号，又可以传输模拟信号。绞合可削减(但不能消退)对相邻导线的电磁干扰。在系统和局域网中，双绞线得到了广泛的应用双绞线可以分为屏蔽双绞〔Shielded TwistedPair,STP〕和无屏蔽双绞〔UnshieldedTwistedPair,UTP〕无屏蔽双绞线的应用远比屏蔽双绞线广双绞线线序为什么叫双绞线？为了削减线对之间的电磁干扰，双绞线由两根以螺旋状扭合在一起的绝缘铜导线组成。T568A白绿绿白橙蓝白蓝橙白棕棕T568B白橙橙白绿蓝白蓝绿白棕棕同种设备相连用穿插线〔一头A，一头B，不同设备连接用直通线〔两头一样〕7应用层67应用层6表示层5会话层4传输层3网络层2数据链路层1物理层5应用层4传输层3网络层2数据链路层1物理层网关路由器网桥，交换机HUB，中继器HUB，中继器：在物理层扩展局域网。网桥和集线器的不同点：集线器在转发一个帧时不对传输媒体进展检测；网桥在转发一个帧之前必需进展CSMA/CD〔载波监听多点接入/碰撞检测〕算法，在这点上网桥的接口很象适配器，但网桥却没有适配器，因此网桥并不转变它转发的帧的源地址！集线器和交换机的区分：集线器只是对数据的传输起到同步、放大和整形的作用，对数据传输中的短帧、碎片等无法进展有效的处理，不能保证数据传输的完整性和正确性，类似于一个大的总线型局域网；而交换机不但可以对数据的传输做到同步、放大和整形，而且可以过滤短帧、碎片对封装数据包进展转发等。从工作方式来看，集线器是一种播送模式，也就是说集线器的某个端口工作的时候，其他全部端口都能够收听到信息，简洁产生播送风暴，并且每一个时刻只有一个端口发送数据，另外安全性差，全部的网卡都能接收到所发数据，只是非目的地网卡丢弃了信包。当交换机工作的时候，只有发出恳求的端口和目的端口之间相互响应而不影响其他端口，因此交换机就能够隔离冲突域和有效的抑制播送风暴的产生。从带宽来看，集线器不管有多少个端口，全部端口都是共享一条带宽，在同一时刻只能有二个端口传送数据，其他端口只能等待，同时集线器只能工作在半双工模式下；而对于交换机而言，每个端口都有一条独占的带宽，当二个端口工作时并不影响其他端口的工作，同时交换机不但可以工作在半双工模式下而且可以工作在全双工模式下。交换机工作于数据链路层以MAC地址进展寻址，有肯定的额外寻址开销，在数据流量小时，时延可能相对数据传输时间而言较大；集线器工作于物理层为播送方式传输数据，流量小时性能下降不明显适3.路由器是一种具有多个输入端口和多个输出端口的专用计算机，其任务是转发分组。网络应用WWW世界万维网WWW效劳过程：启动web客户程序〔扫瞄器〕，假设客户程序配置了缺省主页链接，则自动连接到主页上，否则它只是启动，等待用户输入项查看的 web页的地址；客户程序与该地址的效劳器连通，并告知效劳器需要哪一页；效劳器将该页发给客户程序；客户程序显示该页内容；这时你便可以阅读该页，每页又包含了指向别的页的指针，有时还包含指向本页其他内容的指针，用户只需要单击该指针就可以到达相应的地方，跟着这些指针，直到完成web上的旅行。超文本传输协议ftp文件传输协议smtp简洁邮件传输协议，发送邮件Mime〔多用途网际邮件扩展协议〕POP()接收邮件1.2.A表示方法：1.2.A表示方法：IP地址::={<网络号>,<主机号>}分类类地址32位0网络号8位主机号~5524位B类地址10网络号主机号~5516位 16位C类地址110网络号~5524位主机号8位D类地址1110多播地址~55E类地址1111保留为今后使用~55dns 域名系统负责域名解析〔域名到IP〕URL〔UniformResourceLocator, 统一资源定位符〕格式：协议://IP地址或域名:端口号/文件夹/文件名网络安全4种威逼。截获(interception)中断(interruption)篡改(modification)伪造(fabrication)恶意程序种类繁多，对网络安全威逼较大的主要有以下几种：计算机病毒(computervirus)计算机蠕虫(computerworm)特洛伊木马(Trojanhorse)规律炸弹(logicbomb)计算机网络安全的评估工程物理安全〔加强治理〕访问安全〔口令，权限等〕传输安全〔数据加密、防火墙等〕加密技术：人们关心的是要研制出在计算上(而不是在理论上)可以使用的计算资源破译，则这一密码体制称为在计算上是安全的。在早期的常规密钥密码体制中，有两种常用的密码，即替代密码和置换密码。两类根本的加密方法：保密密钥和公开密钥/私有密钥DES的保密性仅取决于对密钥的保密，而算法是公开的。公开密钥密码体制的特点公开密钥密码体制就是使用不同的加密密钥与解密密钥，是一种由加密密钥推导出解密密钥在计算上是不行行的密码体制。公开密钥密码体制的产生主要是由于两个方面的缘由，一是由于常规密钥密码体制的密钥安排(distribution)问题，另一是由于对数字签名的需求。在公钥密码体制中，加密密钥〔即公钥〕PK是公开信息，而解密密钥〔即私钥〕SK是需要保密的。加密算法和解密算法也都是公开的。虽然私钥SK是由公钥PK打算的，但却不能依据PK计算出SK。防火墙的功能有两个：一个是阻挡，另一个是允许。以下内容为选看：IP地址规划32位IP地址一、严格说来，已经不是一个真正意义上的IP地址了。它表示的是这样一个集合：全部不清楚的主机和目的网络。这里的“不清楚“是指在本机的路由表里没有特定条目指明如何到达。对本机来说，它就是一个“收容所“，全部不生疏的“三无“人员，一律送进去。假设你在网络设置中设置了缺省网关，那么Windows系的缺省路由。二、55(同一播送域)的全部主机。假设翻译成人类的语言，应当是这样：“这个房间里的全部人都留意了！“这个地址不能被路由器转发。三、“我自己“Windows“Localhost“。寻址这样一个地址，是不能把它发到网络接口的。除非出错，否则在传输介质上永久不应当消灭目的地址为““的数据包。四、55特指全部主机，特指全部路由器。这样的地址多用于一些特定的程序以及多媒体程序。假设你的主机开启了第一个可用的最终一个可用的第一个可用的最终一个可用的每个网络中的最网络类别最大网络数网络号网络号大主机数A126(27–2)网络号网络号大主机数A126(27–2)112616777214〔224-2〕B16383(214-1)128.1191.25565534(216