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1、 欢迎阅读本文档,希望本文档能对您有所帮助!网络的发展与应用一、计算机网络发展的三个阶段 1、研究阶段 (68年84年) 主要特征: TCP/IP协议的研制成功。 Client/Server工作方式的实现。 实现了资源共享和分散控制等。 2、运行阶段 (85年92年) 主要特征: Internet骨干网络的延生 网络私有化的形成 网络商业化的开始 3、应用阶段 (92年今) 主要特征: 网络发展的全球化 网络运行的商业化 网络应用的多样化二、我国计算机网络的三个层次 1、国家经济信息化的基本通信网, CHINAPAC:1991建设,分组交换网。 CHINADDN:1994建设,数字专用网 金桥
2、工程:1997建设,以光纤、卫星、微波、无线移动等多种方式,形成天地一体的网络结构。 2、依托此平台开发的各种专业网络和应用网络; 金卡工程:全民信用卡系统电子货币工程。 金企工程:企业生产与流通信息系统,为国家宏观调控提供科学依据。 金农工程:农业综合管理及信息服务系统,以县城为点的农业基本情况数据库。 金关工程:国家对外经济贸易信息网。 金税工程:增值税专用发票计算机稽核系统工程。 企业网络:企业总部与分部组成的异地独立网络。 教育科研网:CERNET连接全国各大高校。 3、目前中小型企业网络的应用情况 企事业都建设了自己的局域网,而且越来越多的局域网和广域网相联。 网络硬件水平不断提高,
3、促进了网络技术的应用,网络管理人才的需求加大。 网络管理员:以网络互联技术为主的网络人才。 操作系统管理员:以管理操作系统为主的网络人才。 线路维护人员:负责网络运行的维修人员。 网络技术支持:负责公司网络产品的技术的咨询和售后服务。网络互联基础一、OSI七层协议 OSI(Open System interconnection)开放系统互连参考模型 ISO(International Standards Organization)国际标准化组织 1、物理层 机械性能:接口的型状,尺寸的大小,引脚的数目和排列方式等。 电气性能:接口规定信号的电压、电流、阻抗、波形、速率及平衡特性等。 工程规范:
4、接口引脚的意义、特性、标准。 工作方式:确定数据位流的传输方式,如:单工、半双工或全双工。 物理层协议有: 美国电子工业协会(EIA)的RS232,RS422,RS423,RS485等; 国际电报电话咨询委员会(CCITT)的X.25、X.21等; 物理层的数据单位是位(BIT),典型设备是集线器HUB。 2、链路层 链路层屏蔽传输介质的物理特征,使数据可靠传送。 内容包括介质访问控制、连接控制、顺序控制、流量控制、差错控制和仲裁协议等。 链路层协议有: 协议有面向字符的通讯协议(PPP)和面向位的通讯协议(HDLC)。 仲裁协议:802.3、802.4、802.5,即: CSMA/CD(Ca
5、rrier Sense Multiple Access with Collision Detection)、Token Bus、Token Ring 链路层数据单位是帧,实现对MAC地址的访问,典型设备是交换机Switch。 3、网络层 网络层管理连接方式和路由选择。 连接方式:虚电路(Virtual Circuits)和数据报(Datagram)服务。 虚电路是面向连接的(Connection-Oriented),数据通讯一次路由,通过会话建立的一条通路。 数据报是非连接的(Connectionless-Oriented),每个数据报都有路由能力。 网络层的数据单位是包,使用的是IP地址,典
6、型设备是路由器Router。 这一层可以进行流量控制,但流量控制更多的是使用第二层或第四层。 4、传输层 提供端到端的服务。可以实现流量控制、负载均衡。 传输层信息包含端口、控制字和校验和。 传输层协议主要是TCP和UDP。 传输层位于OSI的第四层,这层使用的设备是主机本身。 5、会话层 会话层主要内容是通过会话进行身份验证、会话管理和确定通讯方式。 一旦建立连接,会话层的任务就是管理会话。 6、表示层 表示层主要是解释通讯数据的意义,如代码转换、格式变换等,使不同的终端可以表示。 还包括加密与解密、压缩与解压缩等。 7、应用层 应用层应该是直接面向用户的程序或服务,包括系统程序和用户程序,
7、 例如www、FTP、DNS、POP3和SMTP等都是应用层服务。 数据在发送时是数据从应用层至物理层的一个打包的过程, 接收时是数据从物理层至应用层的一个解包的过程, 从功能角度可分为三组,1、2层解决网络信道问题,3、4层解决传输问题,5、6、7层处理对应用进程的访问。 从控制角度可分为二组,第1、2、3层是通信子网层,第4、5、6、7层是主机控制层。二、TCP/IP 协议簇 TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)已成为一个事实上的工业标准。 TCP/IP是一组协议的代名词,它还包括许多协议,组成了TCP/IP协议簇。
8、 TCP/IP协议簇分为四层,IP位于协议簇的第二层(对应OSI的第三层),TCP位于协议簇的第三层(对应OSI的第四层)。 TCP和IP是TCP/IP协议簇的中间两层,是整个协议簇的核心,起到了承上启下的作用。 1、接口层 TCP/IP的最低层是接口层,常见的接口层协议有: Ethernet 802.3、Token Ring 802.5、X.25、Frame reley、HDLC、PPP等。 2、网络层 网络层包括:IP(Internet Protocol)协议、ICMP(Internet Control Message Protocol)控制报文协议、ARP(Address Resolut
9、ion Protocol)地址转换协议、RARP(Reverse ARP)反向地址转换协议。 IP是网络层的核心,通过路由选择将下一跳IP封装后交给接口层。IP数据报是无连接服务。 ICMP是网络层的补充,可以回送报文。用来检测网络是否通畅。 Ping命令就是发送ICMP的echo包,通过回送的echo relay进行网络测试。 ARP是正向地址解析协议,通过已知的IP,寻找对应主机的MAC地址。 RARP是反向地址解析协议,通过MAC地址确定IP地址。比如无盘工作站和DHCP服务。 3、传输层 传输层协议主要是:传输控制协议TCP(Transmission Control Protocol)
10、和用户数据报协议UDP(User Datagram rotocol)。 TCP是面向连接的通信协议,通过三次握手建立连接,通讯时完成时要拆除连接,由于TCP是面向连接的所以只能用于点对点的通讯。 TCP提供的是一种可靠的数据流服务,采用“带重传的肯定确认”技术来实现传输的可靠性。TCP还采用一种称为“滑动窗口”的方式进行流量控制,所谓窗口实际表示接收能力,用以限制发送方的发送速度。 UDP是面向无连接的通讯协议,UDP数据包括目的端口号和源端口号信息,由于通讯不需要连接,所以可以实现广播发送。 UDP通讯时不需要接收方确认,属于不可靠的传输,可能会出丢包现象,实际应用中要求在程序员编程验证。
11、4、应用层 应用层一般是面向用户的服务。如FTP、TELNET、DNS、SMTP、POP3。 FTP(File Transmision Protocol)是文件传输协议,一般上传下载用FTP服务,数据端口是20H,控制端口是21H。 Telnet服务是用户远程登录服务,使用23H端口,使用明码传送,保密性差、简单方便。 DNS(Domain Name Service)是域名解析服务,提供域名到IP地址之间的转换。 SMTP(Simple Mail Transfer Protocol)是简单邮件传输协议,用来控制信件的发送、中转。 POP3(Post Office Protocol 3)是邮局协
12、议第3版本,用于接收邮件。 数据格式: 数据帧:帧头IP数据包帧尾 (帧头包括源和目标主机MAC地址及类型,帧尾是校验字) IP数据包:IP头部TCP数据信息 (IP头包括源和目标主机IP地址、类型、生存期等) IP数据信息:TCP头部+实际数据 (TCP头包括源和目标主机端口号、顺序号、确认号、校验字等) 三、TCP连接的建立 1、TCP连接通过三次握手完成。 client首先请求连接,发一个SYN包;Server收到后回应SYN_ACK包;Client收到后再发ACK包。即: Client Server SYN - 收 收 established表示建立状态,当某端发出数据包后收到了回应则
13、进入established状态。 在TCP/IP连接时,如果两端都是established状态,则握手成功,否则是无连接或半联接状态。 2、套接字Socket 套接字Socket由协议、IP地址和端口号组成,套接字表示一路通讯,一般是一个服务,如www服务是TCP的80端口,Telnet是TCP的23端口。四、IP地址划分 1、IP地址分类 IP地址有四个段,包括网络标识和主机标识两部分:netid+hostid。 IP地址应用分为A、B、C三类,D、E类是保留和专用的。 Class A 0* xxxxxxxx xxxxxxxx xxxxxxxx Class B 10* * xxxxxxxx xxxxxxxx Class C 110* * * xxxxxxxx Class D 1110* * * * Class E 1111* * * * 2、地址区间 址址类地址区间 网络数 主机数 A 类 1.0.0.1126.255.255.25427-2=126224-2=16777214 B 类 128.0.0.1191.255.255.254214-2=16382216-2=65534 C 类 192.0.0.1223.255.255.254221-2=209715028-2=254 D 类