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什么是网络?
网络主要是指跨越短距离和长距离的与计算机相连所涉及到的组件的集合,网络提供对信息的轻松访问,而且可以提高用户生产力。
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组件主要值得软件和硬件:
硬件:要想简历一个网络,需要三种类型的设备或者组件:计算机、网络设备、线缆
软件:应用程序是联网的主要组件之一,主要是为用户完成各种任务。
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学习网络就要从三个方面着手:
-- 网络架构
-- 网络协议
-- 网络设备
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网络的分类:
1.按照地域分
-- 局域网LAN(local area network)覆盖范围较近网络 -- 几公里 以内
特点:距离短、延迟小、数据速率高、可靠性高,掉包率低
使用最多的是以太网(ethernet)
特点:1)共享带宽 2)大家都在同一个冲突域中 3)大家在一个广播域中
如果以太网不解决上述问题,就不会得到广泛使用,那么如何解决?
靠的是网络设备。
局域网中的网络设备有哪些?
1)集线器(HUB):
2)交换机(Switch):每个接口独享带宽、每个接口独享一根总线、默认所有接口是在一个广播域中,但是可以通过划分VLAN来解决广播的问题。
3)路由器(Router):在局域网中使用不是特别广
-- 城域网 MAN(Metropolitan Area Network)
-- 广域网 WAN(Wide Area Network)在大范围区域内提供数据通信服务,实质上就是用于互联不同范围内的局域网。
广域网里常用的设备:路由器
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Internet(因特网):互联的是ISP(internet service provider 互联网服务提供商),是一个覆盖全球的网络。
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2.按照网络结构分
-- Peer to peer(P2P):对等网络,网络中的计算机具有相同的功能,具有平等的地位,既可以作为服务器响应其他计算机的请求,也可以作为服务的提供者。
-- Client /Server : C/S结构,以应用为核心,在网络中必须要有一个用服务器,用户请求时都是要通过应用服务器的,用户之间通信也是需要经过服务器的。
比如:web服务,MySQL
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网络拓扑结构: 实质就是定义设备的连接方式
1.总线结构:
总线结构使用同一媒体或者线缆连接所有的终端用户的一种方式,也就是连接终端用户的媒体是被大家共享的
缺点:类似于灯盘的串联,链接的灯泡越多,就越暗;总线型连接的节点越多,带宽就越小,发生冲突的可能性越大,在现在的网络中基本上用的较少。
2.星形结构:
星形结构便于集中控制,因为所有的终端用户之间的通信的话必须经过中心站
优点:易于维护,安全
缺点:中心系统损坏,整个系统就趋于瘫痪
3.环形结构
这种结构消除了终端用户对中心系统的依赖性
主要应用于令牌环网,令牌指的是包含控制信息的帧,令牌在环上传输,当没有数据发送的时候,它就为空闲状态;任何在环上的设备都可以俘获它,只有当俘获令牌之后才可以发送数据。
缺点:延迟较高
4.混合拓扑结构
混合拓扑结构是由星形结构或环形结构和总线型结构结合在一起的网络结构。
5.分布式结构
分布式结构的网络是将分布在不同地点的计算机通过线路胡连起来,网络中每台设备之间均有点到点的链路连接。
6.树形结构网络
树形结构是分级的集中控制式网络
7.蜂窝型拓扑结构
蜂窝型是无线局域网最常用的结构,它是以无线传输介质(卫星,红外线等)点到点和多点传输为特征,是一种无线网,适用于校园网,企业网,城市网。
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常用的画拓扑图的软件:Microsoft Office Visio
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OSI:开放系统互联(Open System Interconnection)
OSI七层参考模型:
是传统的开放式系统互联参考模型,是一种通信协议的7层抽象参考模型,其中每一层执行某一个特定的任务
该模型的目的是使各种硬件在相同的层次上能够相互通信。
ISO(International Standard Orginization:国际标准化组织)于1987年提出iso参考模型,目的就是让不同的供应商的计算机拥有共同的通信协议
OSI七层需要记住:
应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层、物理层
(印表会传往树屋)
任何一次两个用户之间的通信都需要经过这七层的数据转换。
每层功能:
分层的优点就是将大的问题,分成若干个小问题。
一、应用层:Application layer
提供用户和应用程序之间的接口 HTTP、FTP、Telnet
二、表示层:Presentation layer
数据的表示、压缩和加密等
例子:电脑里面存储一些东西,有MP3、JPEG、视频等等,在硬盘上都是以0和1的代码形式存储,但是我们用户在读取时,我们打开一个MP3文件,就是歌曲,就是由表示层决定的。
表示层决定了数据呈现给用户的形式。
三、会话层 Session Layer
区分不同应用之间的数据,一般用于创建、维护和管理会话。
例如:我作为一个用户,用IE浏览器分别去浏览腾讯的首页、新闻、体育三个页面,这三个页面各自显示各自的数据,是由会话层区分的。
下四层从下向上说的:
四、物理层 physical layer :提供设备之间的比特流传输
每一层都有自己的PDU(Protocol Data Unit:协议数据单元)。
这一层的数据称为比特(bit)。
物理层的介质:
1、同轴电缆 (coaxial cable):粗缆和细缆
粗缆和细缆就是传输距离不一样,传输带宽都是10M。
2、双绞线(网线):
UTP:非屏蔽双绞线
STP:屏蔽双绞线
8根,两两绞在一起,四种颜色(绿橙蓝棕)
线序:
568A:(绿蓝橙棕,35交换) ,绿白 绿 橙白 蓝 蓝白 橙 棕白 棕
568B: (橙蓝绿棕,35交换),橙白 橙 绿白 蓝 蓝白 绿 棕白 棕
每根线作用:12发数据 36收数据 45传输语音 78传输电源
直通线(直连线):线的两端都是568A线序或者都是568B线序
交叉线:一端是568A线序,一端是568B线序
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我们使用cisco模拟器时,同种设备连接使用交叉线、不同种设备连接时使用直连线
规定:1)计算机和路由器属于同种设备,使用交叉线 ****
2)计算机和交换机属于不同种设备,使用直连线
3)交换机和路由器属于不同种设备,使用直连线
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3、光纤 fiber
光纤分类:单模光纤、多模光纤
4、无线:红外线、蓝牙
好处:不需要线缆
缺点:信号稳定性差
物理层使用的设备: 集线器,中继器(放大信号的)
五、数据链路层(Data Link Layer):
功能: 将上层数据封装成帧,用MAC地址访问媒介,提供错误的检测,不纠正错误
数据链路层分为两个子层:
MAC(media access control介质访问控制子层):负责MAC地址寻址并且提供介质访问控制方法
LLC (logical link control逻辑链路控制子层) :为上层协议提供服务访问点并且为数据加上控制信息
MAC地址——由48位组成,前24位是OUI(厂商标识符),后24位是生产时候随机生成的,但是MAC地址是唯一的。也叫硬件地址或者物理地址。
数据链路层的主要设备: 交换机
交换机工作在第2层
六、网络层:提供逻辑地址(IP地址),选路,数据从源端到目的端的传输。
网络层的主要设备: 路由器 路由器工作在第3层
七、传输层(Transport Layer):实现的是网络中不同主机的进程间的数据通信,为上层应用程序提供可靠或者不可靠的数据传输。
定义了一些传输数据使用的协议和端口号
http://www.baidu.com:80 (www协议就是HTTP,端口就是80)
TCP:Transmission Control Protocol 传输控制协议
提供面向连接的可靠的数据传输,适合传输大数据,速度慢,适合要求数据可靠性高的数据传输。(类似于打电话)
UDP:User Datagram Protocol 用户数据报协议
提供非面向连接的不可靠的数据传输,适合传输少量数据,速度快(类似于发短信)
面试题:说出TCP和UDP的区别
协议端口:端口范围1~65535(2^16-1)
端口号是由16位二进制数表示的。
迄今为止,OSI模型也只是一个参考模型
意义:
1)提供了网络间互联的参考模型
2)成为实际网络建模、设计的重要的参考工具和理论依据
3)为我们提供了网络设计与分析的方法
缺陷:
1)许多功能在多个层次上重复,有冗余感
2)各层功能分配不均匀(链路,网络和传输层任务较重,会话层任务较轻)
3)功能和服务的定义复杂,很难产品化。