计算机网络基础

计算机网络是计算机技术与通信技术相结合的产物,它实现了远程通信,远程信息处理和资源共享。

计算机网络的功能:数据通信,资源共享,负载均衡,高可靠性。

计算机网络的分类

局域网(Local Area Network,LAN):指传输距离有限、传输速度较高、以共享网络资源为目的的网络系统。

城域网(Metropolitan Area Network,MAN):一般覆盖临近的多个单位和城市。城域网规范由IEEE 802.6 协议定义。

广域网(Wide Area Network,WAN):覆盖范围广、传输速率相对较低以数据通信为主要目的的数据通信网。

网络的拓扑结构

 总线型(利用率低,干扰大,价格低)

 星型(交换机形成的局域网,*单元负荷大)

 环型(流动方向固定,效率低扩展难)

 树型(总线型的扩充 ,分级结构)

 分布式(任意节点连接,管理难成本高)

“三网合一”是将电信网,广播电视网,互联网进行整合,实现业务互联互通的一种网络解决方案

IP地址

IP地址(Internet Protocol Address互联网国际地址)是IP协议提供的一种统一的地址格式,它为互联网上的每一个网络和每一台主机分配一个逻辑地址,以此来屏蔽物理地址的差异

IP地址给每个连接在Internet上的主机分配的一个32bit地址,IP地址是一个32位的二进制数,通常被分割为4段“8位二进制数”(也就是4个字节)。

X.X.X.X

每个x的范围是0到255

0.0.0.0到255.255.255.255


IP地址由网络号主机号两部分组成,一部分为网络地址,另一部分为主机地址

IP地址分为5类A、B、C、D、E,它们适用的类型分别为:大型网络、中型网络、小型网络、多目地址、备用。

子网掩码的作用,作用是确定一个IP所在的网段,有了掩码,就知道了网络位,进而知道了另外一个Ip和自己是不是同网段

Ip地址看网络位,ip地址的前多少位,代表这个Ip属于哪个网段

192.168.1.1 红色代表网络位 192.168.1.3和我是同网段

255.255.255.0 掩码3个255

问:192.168.1.2和192.168.2.3是否同一个网段?

不确定,缺少子网掩码,无法确定

访问目标的时候,访问同网段目标,用一种通信方式。(直接发数据包,直接通信

访问不同网段目标,用另一种通信方式(必须找中间人,中间人做数据转发,中间人是网关

IP地址,怎么判断两个主机是否同网段?

通过比较他们的网络位是否相同,来判断

网络位:IP地址前面的一部分数字,前面那些数字是网络位,由子网掩码确定

DNS (Domain Name System域名系统)帮我们把域名解析成IP

ww.baidu.com(域名,网址)

所有的服务器应该都是Ip地址,用户不好记忆

通过域名访问服务器,需要一个服务器,帮助用户把域名解析成IP

网络号的位数直接决定了可以分配的网络数(计算方法2^网络号位数);

主机号的位数则决定了网络中最大的主机数(计算方法2^主机号位数-2)。

然而,由于整个互联网所包含的网络规模可能比较大,也可能比较小,设计者最后聪明的选择了一种灵活的方案:将IP地址空间划分成不同的类别,每一类具有不同的网络号位数和主机号位数。

网络部分:用来标识一个网络。代表P地址所属网络

主机部分:用来区分一个网络内的不同主机,能唯一标识网段上的某台设备


IP地址分类

A类:IP地址的前8位表示网络号,后24位表示主机号。

其有效范围为:1.0.0.1~126.255.255.254。

B类:IP地址的前16位表示网络号,后16位表示主机号。

其有效范围为:128.0.0.1~191.255.255.254。

C类:IP地址的前24位表示网络号,后8位表示主机号。

其有效范围为:192.0.0.1~222.255.255.254。


子网划分

是将一个大的IP地址范围分割成多个小的子网的过程。这个过程通常用于在一个网络中划分不同的子网,以便更有效地管理IP地址和提高网络性能。

在进行子网划分时,需要确定以下几个重要的参数:

1. IP地址范围:确定要划分的IP地址范围,通常是一个网络的IP地址范围。

2. 子网掩码:确定每个子网的子网掩码,用于指示哪些部分是网络地址,哪些部分是主机地址。

3. 子网数量:确定要划分成多少个子网,根据网络需求和规模来确定。

4. 每个子网的主机数量:确定每个子网需要支持多少个主机,以便确定每个子网的子网掩码。


URL

一个标准的URL通常由以下几个部分组成: ``` scheme://username:password@hostname:port/path?query#fragment 

- **scheme**:协议类型,如`http`、`https`、`ftp`等。

- **username:password**(可选):用于身份验证的用户名和密码。

- **hostname**:服务器的域名或IP地址。

- **port**(可选):服务器的端口号,默认HTTP为80,HTTPS为443。

- **path**:资源在服务器上的路径。

- **query**(可选):查询字符串,通常用于传递参数,格式为`key1=value1&key2=value2`。 - **fragment**(可选):文档内的锚点,用于定位文档中的特定部分。


scheme 指定服务连接的方式(协议),通常有下列几种

file:本地计算机上的文件

ftp:FTP 服务器上的文件

gopher:Gopher 服务器上的文件

http:www 服务器上的超文本文件

New:一个 USenet 的新闻组

telnet:一个 Telnet 站点

wals:一个 WAIS 服务器

mailto:发送邮件给某人


TCP/IP协议簇是互联网和计算机网络中最重要的协议集合之一,它为不同设备之间的通信提供了标准和规则。TCP/IP的全称是传输控制协议/互联网协议(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)。

这个协议簇由多个协议组成,主要分为四个层次:

1. **应用层**:
   - 负责处理特定的应用程序和用户交互。
   - 常见的协议包括:
     - HTTP(超文本传输协议)
     - FTP(文件传输协议)
     - SMTP(简单邮件传输协议)
     - DNS(域名系统)

2. **传输层**:
   - 负责在网络中提供端到端的通信。
   - 主要协议包括:
     - TCP(传输控制协议):提供可靠的、面向连接的服务,确保数据包的顺序和完整性。
     - UDP(用户数据报协议):提供无连接的服务,适用于对速度要求高而对可靠性要求低的应用。

3. **网络层**:
   - 负责数据包的路由和转发。
   - 主要协议包括:
     - IP(互联网协议):负责数据包的寻址和路由。
     - ICMP(互联网控制消息协议):用于发送错误消息和操作信息。

4. **链路层**:
   - 负责在物理网络上发送和接收数据帧。
   - 包括各种网络接口协议,如以太网、Wi-Fi等。

### TCP/IP的特点:
- **开放性**:TCP/IP是一个开放的标准,任何人都可以实现和使用。
- **可扩展性**:能够支持从小型局域网到全球互联网的各种规模的网络。
- **互操作性**:不同类型的设备和操作系统可以通过TCP/IP进行通信。

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