计算机网络

张锦祥

目录

  • 1 课程导入
    • 1.1 引言
  • 2 网络概论
    • 2.1 计算机网络概述
    • 2.2 计算机网络分类
    • 2.3 Internet
    • 2.4 计算机网络拓扑结构
    • 2.5 计算机网络体系结构
    • 2.6 网络概论测试
  • 3 网络层协议
    • 3.1 网络层概述
    • 3.2 IPv4地址
    • 3.3 子网掩码
    • 3.4 子网掩码习题讲解
    • 3.5 IP地址规划案例
    • 3.6 IP地址测试
    • 3.7 无类别域间路由CIDR
    • 3.8 IPv4协议
    • 3.9 IP数据报转发
    • 3.10 ARP与RARP协议
    • 3.11 ICMP协议
    • 3.12 路由算法与路由协议简介
    • 3.13 RIP协议
    • 3.14 OSPF协议
    • 3.15 BGP协议
    • 3.16 IPv6简介
    • 3.17 网络层测试
  • 4 传输层协议
    • 4.1 端口
    • 4.2 UDP协议
    • 4.3 TCP协议
    • 4.4 典型例题讲解
    • 4.5 传输层测试
  • 5 数据通信和物理层
    • 5.1 物理层
    • 5.2 数据通信基础
    • 5.3 数据通信系统的指标
    • 5.4 数据通信方式
    • 5.5 数字数据数字编码技术
    • 5.6 数字数据模拟编码技术
    • 5.7 模拟数据数字编码技术
    • 5.8 信道复用技术
    • 5.9 传输媒体简介
    • 5.10 数据通信和物理层测试
  • 6 数据链路层
    • 6.1 数据链路层概述
    • 6.2 帧同步功能
    • 6.3 差错控制功能
    • 6.4 数据链路层协议HDLC
  • 7 局域网
    • 7.1 局域网体系结构
    • 7.2 以太网介质接入控制技术
    • 7.3 令牌环网
    • 7.4 令牌总线网
    • 7.5 以太网硬件地址
    • 7.6 以太网帧格式与数据封装
    • 7.7 传统以太网
    • 7.8 快速以太网
    • 7.9 千兆以太网
    • 7.10 万兆以太网
    • 7.11 交换式以太网
    • 7.12 局域网扩展
    • 7.13 无线局域网
    • 7.14 局域网测试
  • 8 应用层协议
    • 8.1 域名系统(DNS)
    • 8.2 电子邮件
    • 8.3 文件传送协议 FTP
    • 8.4 动态主机配置协议DHCP
  • 9 拓展学习资料--全国网络工程师考试讲座及真题
    • 9.1 小微企业及家用网络的安全配置
    • 9.2 2021下半年全国软考--网络工程师(上午卷)讲座
    • 9.3 2021下半年全国软考--网络工程师(下午卷)讲座
    • 9.4 网络工程师培训--设备配置
      • 9.4.1 交换路由配置基础
      • 9.4.2 访问控制列表配置
      • 9.4.3 NAT配置
      • 9.4.4 IPv6相关配置
    • 9.5 网络工程师培训--数据通信基础
      • 9.5.1 网工真题--调制与编码测试1
      • 9.5.2 网工真题--调制与编码测试2
    • 9.6 网络工程师培训--复用技术
      • 9.6.1 网工真题--复用技术
    • 9.7 局域网技术
      • 9.7.1 网工真题--以太网技术A
      • 9.7.2 网工真题--以太网技术B
    • 9.8 网络工程师培训--数据链路层协议
      • 9.8.1 网工真题--数据链路层协议
      • 9.8.2 网工真题--差错控制编码
    • 9.9 网络工程师培训--网络层
      • 9.9.1 网工真题--IPv4地址A
      • 9.9.2 网工真题--IPv4地址B
      • 9.9.3 网工真题--IPv4地址C
      • 9.9.4 网工真题--IPv4地址D
      • 9.9.5 网工真题--路由知识
      • 9.9.6 网工真题--网络层知识
      • 9.9.7 网工真题--ARP
      • 9.9.8 网工真题--ICMP
      • 9.9.9 网工真题--IPv6协议
    • 9.10 网络工程师培训--动态路由协议
      • 9.10.1 网工真题--RIP
      • 9.10.2 网工真题--OSPF1
      • 9.10.3 网工真题--OSPF2
      • 9.10.4 网工真题--BGP
    • 9.11 网络工程师培训--传输层协议
      • 9.11.1 网工真题--TCP1
      • 9.11.2 网工真题--TCP2
    • 9.12 网络工程师培训--网络安全及协议
      • 9.12.1 网工真题--安全协议1
      • 9.12.2 网工真题--安全协议2
计算机网络体系结构


1、网络体系结构的定义

计算机网络是一个复杂的系统,相互通信的两个计算机系统必须高度协调工作。为了降低系统设计和实现的难度,把计算机网络要实现的功能进行结构化和模块化的设计,将整体功能分为几个相对独立的子功能层次,各个功能层次间进行有机的连接,将庞大而复杂的问题转化为若干较小的局部问题进行处理,使问题简单化。

网络体系结构(architecture):计算机网络的各层、层中协议和层间接口的集合。

为了完成计算机间的通信协作,把开放系统互连的功能划分成定义明确的层次,并规定了对等层实体间通信的协议;而在相邻层之间都有层间接口,接口定义了下层向上层提供的服务。在协议的控制下,各对等层实体间的通信使得每一层能够向上一层提供服务,从而实现了网络的通信。网络各层、对等层进行通信的协议以及相邻层接口的集合称为网络体系结构。

2、网络协议

(1)什么是网络协议

计算机网络中的数据交换必须遵守事先约定好的规则。 这些规则明确规定了所交换的数据的格式以及有关的同步问题(同步含有时序的意思)。

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。

(2)网络协议三要素  

一个网络协议由语法、语义和同步三个要素所组成。语法是指数据和控制信息的结构或格式,它用于确定通信时采用的数据格式、编码、信号电平等。通俗地讲,语法规定了通信双方之间“讲什么”的问题。语义由通信过程的说明构成,它规定了需要发出何种控制信息、完成何种控制动作及做出何种响应,对发布请求、执行动作以及返回应答予以解释,并确定用于协调和差错处理的控制信息。语义解决了通信双方之间“如何讲”的问题。同步是对事件实现顺序的详细说明,它用于确定事件的顺序以及速度匹配。同步解决了通信双方之间“何时讲”的问题。

语法:数据与控制信息的结构或格式 。 

语义:需要发出何种控制信息,完成何种动作以及做出何种响应。 

同步:事件实现顺序的详细说明。 


3、OSI参考模型

OSI将网络通信过程分为若干协议层,每层实现通信过程中的某一部分功能;发送和接收双方应具有相同的协议层,双方同一协议层的协议必须一致。

(1)层次结构

(2)通信过程

4、网络设备:

第一层: Repeater、 Hub

第二层: Bridges、 Switch

第三层: Router

5、TCP/IP的体系结构

(1)四层协议的体系结构

TCP/IP 是四层的体系结构:应用层、运输层、网际层和网络接口层。

沙漏状的TCP/IP协议族:Everything over IP , IP over Everything 

(2)五层协议的体系结构

由于最下面的网络接口层并没有具体内容。因此往往采取折中的办法,即综合 OSI 和 TCP/IP 的优点,采用一种只有五层协议的体系结构 。 

 

(3)通信过程