因特网概述
现在的信息时代有三个特点:数字化,网络化,信息化
其中的网络化有三网:
电信网络(固话,移动电话…)
计算机网络(有因特网,校园网…)
有线电视网络(电视网络,之前单向的,现在的是可以自己选台,双向的)
网络的特点和功能
连通性:彼此交换信息
共享性:信息共享,硬件共享,比如远程的打印机,远程操控…
下面说下计算机网络里面的因特网
网络 :许多的计算机连接在一起,比如学校的机房,计算机之间是通过一个交换机或者集连器连接起来,一般来说连接的链路不超过一百米
互联网 :许多网络连接在一起,写成internet(小写)
因特网 :全球最大的一个互联网,写成Internet(大写)
因特网发展的三个阶段
第一是ARPANET向互联网发展,但是是美国内部使用的一个计算机分组,将这堆计算机连接起来,当时就有TCP/IP协议,但是因为当时是内部使用的,所以很多的安全因素就没有考虑进去
第二三级结构的因特网,比如一个一个学校有一个校园网,很多的校园网之间就连接到一个地区网,很多很多的地区网就由主干网连接起来,
所以呈现出三级结构
第三 :多层次ISP结构的因特网,之前的三结构的因特网都是政府来管理的,现在政府不管理了,交给服务商进行管理,服务商就是ISP(比如中国的移动,联通,电信)
多层次化的ISP结构
有三层的ISP,而你的服务器想放在那一层,就得看你的服务器服务的范围.假如上面红色圈住的是中国的ISP,如果你的服务器服务的是中国,那么直接放在第二层ISP就行,如果服务的是全球,还放在第二层的话,国内的人访问的速度是很快,但是国外的人访问很慢,国外的人需要通过国外第二层访问第一层,第一层访问国内第二层的服务器,所以速度慢.所以全球的服务器应该放在第一层
因特网组成
因特网可分为:边缘部分和核心部分
边缘部分分为:客服服务器方式和对等方式
核心部分分为:电路交换,报文交换和分组交换
因特网=边缘部分+核心部分=资源子网+通信子网
边缘部分主机之间的通信方式:
客户服务器方式(Client/Server方式)CS模式:这里就是只有一个服务器,有多个客户机连级服务器,这样子如果有太多的客户机访问服务器,就会对服务器造成很大压力,而且客户机访问服务器的速度也不快.
对等方式(Peer to Peer 方式 也叫p2p方式):
就举例子p2p下载,比如在服务器有一个500m的文件需要下载,在一台电脑A上已经下载了250m,然后电脑B也想下载这个文件,那么电脑B就可以从电脑A那么进行下载前面的250M,如果B电脑已经下载了100m后,电脑C也要下载这个文件,那么就可以从电脑A,B那里下载前面的100m,就是说每一台计算机都充当了一个服务器,p2p程序下载的时候会检测有效的下载源,一个数据文件,它是可以从多个下载源里面下载,所以就是越多人的下载就越快
因特网的核心部分
数据交换的方式:三种
电路交换(Circuit Switching)
电路交换是面向连接的,它有三个步骤需要走
- 建立连接:申请占用通讯资源
- 通话:一直占用通讯资源
- 释放连接:释放通讯资源
就像电话一样,很多电话连接到同一个交换机上面,如果电话1和电话2需要通话,那么交换机就将它们两个连接一条线,让它们通讯起来,当通讯完毕后就断开那条线
如果电话1和电话2已经连接起来了,电话3又想连接电话1,那么就会出现说电话1已经在占线,等待它,类似电话的正在通话中
电路交换适合于数据量很大的实时性传输,比如核心路由器之间就可以使用电路交换
分组交换(Packet Switching)
分组交换对于一个数据源,需要发送,
发送端:在发送前就将数据源进行分组,每一组都有一个首部,首部包括目的地址,源地址,相对地址,首部后面就是数据
接收端:接收端接收到数据后是一个一个包的,包里面是首部+数据的
接收到数据包后就将每一个数据连接起来,首部都丢掉
传输过程:而在传输过程,分组交换就灵活多了,比如一个数据文件有多个数据包,这属于一个文件的不同数据包传输的路径可能不是同一条路径,每一个数据包都会选择最优的路径去传输
还有网络里面的路由器,具有暂存数据和查找转发表的功能,就是对于这个路由器,同一个时间有很多的数据包要经过这里传输,那么路由器就会将这些数据包储存起来,就是将它们排队进行处理
分组交换的优点:高效,灵活,可靠,对于网络的线路可以重复利用,不像电路交换那样这条线路被使用其他的线路就不能使用了
缺点就是:有延迟
报文交换:和分组交换一样地传输,但是报文交换没有将数据文件分组,而是将整个数据文件一起发
三种方式的比较:
计算机网络类别
作用范围分类:
- 广域网:技术是WAN,可以理解是花钱买服务,花钱买带宽
- 城域网:技术是MAN
- 局域网:技术是LAN,可以理解成自己购买设备,自己维护,带宽固定,距离一般在100米内
- 个人区域网:PAN
比如你和你邻居,两台电脑,如果你两台电脑都是有宽带服务,你们之间的通讯是通过宽带来传输数据的,那么你们的网络是广域网,如果你们之间是通过自己的个人热点来进行连接交换数据,那么你们就是局域网
使用者分类:
- 公用网 Public Network
- 专用网 Private Network
拓扑结构分类:
- 总线型:所有计算机连接在一条总线上
- 环形:所有计算连接在一条环形的总线上
- 星型:就是很多计算机连接在同一个交换机上
- 树型:和树的结构一样
5)网状:计算机之间相互连接,成一个网状
交换方式分类:电路交换网,报文交换网,分组交换网
工作方式分类:资源子网,通信子网,接入网
计算机网络的性能
速率
连接在计算机网络上的主机在数字通道上传送数据位数的速率,也称data rate或bit rate
单位有b/s,kb/s,Mb/s…
数字通道指:比如你电脑一边在看电影,一边在下载东西,那么看电影有一个数字通道,下载东西也有一个数字通道,速率是指一个数据通道上的速率
还有我们平时所说的100M宽带,其实速率是100/8=12.5M/s,因为宽带所说的单位和速率的单位不一样,宽带是以子节来说的,而速率是以位来说的,一个子节=8位
带宽
数据通信领域中,数字信道所能传输的最高数据率
吞吐量
即在单位时间内通过某个网络的数据量,
比如上面例子,一边看电影一边下载东西,看电影占用带宽2M,下载东西占带宽4M,你的电脑的网卡的带宽是6M,那么吞吐量=2+4=6Mb/s
时延
发送时延,传播时延,处理时延,排队时延
发送时延:相当于火车站发车需要的时间,因为火车长度比火车站长,这里是数据比通信带宽长
传播时延:相当于火车传输的时间
处理时延: 网络结点存储,转发处理时间
排队时延:网络结点缓存,队列排队时间
这两个页分别对应火车站的排队时间和到你后你选座位的时间
时延带宽积
相当于我们所说的一条公路上,摆满车的时候有多少辆车
往返时间
RTT(Round-Trip Time),从发送方发送数据开始到发送方接收到接收方确认的时间
利用率
信道利用率:有数据通过时间/(有+无）数据通过时间
网络利用率：信道利用率加权平均值
计算机网络体系结构
几个基本概念
OSI七层模型
应用层
能够产生网络流量,能够和用户交互的应用程序
表示层
解决数据通信的时候是否需要加密,压缩等问题,这是开发人员需要处理的问题
会话层
服务和客户端建立的会话,这个层有一个简单应用:查木马,木马就是对计算机没有伤害,但是会在计算机的后台运行,盗取计算机的信息,病毒就是直接破坏计算机,
我们可以使用netstat -n来查看计算机有什么会话,netstat -nb可以看产生会话的程序
传输层
可以进行:
- 可靠传输:就是传输数据的时候建立会话,传输的数据包不能丢失,丢失就得重新传
- 不可靠传输:比如QQ聊天,寻找域名,教学广播,这些都是一个发送端直接发送数据,接收端直接接收进行,不需要建立会话
- 流量控制:就是客服端和服务端进行传输数据,客服端接收不过来,客户端就向服务端发送信号,叫服务端暂停一下
网络层
负责IP地址编码和选择最佳路径
数据链路层
负责对于输入数据任何封装,添加物理层地址
物理层
负责电压和接口的标准,比如多少电压代表0,多少电压代表1
分层的好处:各层之间是独立的,灵活性好,结构上分割开来,易于实现维护,能促进标准化工作
网络排错:从底层到高层
- 物理理层故障 查看连接状态 发送和接收的数据包
- 数据链路路层故障 MAC冲突 ADSL⽋欠费 ⽹网速没办 法协商⼀一致 计算机连接到错误的VLAN
- ⽹网络层故障 配置错我IP地址 ⼦子⽹网掩码 配置错我 的⽹网关 路路由器器没有配置到达⽬目标⽹网络的路路由
- 应⽤用层故障 应⽤用程序配置错误
网络安全和OSI参考模型
物理层安全:就是你的网线有提供外部连接
数据链路层安全:比如你的ADSL账号密码,用于打通网络通道,无线的网络的AP密码
网络层安全:比如路由器给两个区域的人进行连接,然后通过路由器连接外网,但是第一个区域的人不允许连接到外网,因为第一个区域的文件很重要,所以路由器实现这个就是网络层安全
应用层安全:比如SQL注入漏洞,上传漏洞(什么东西都可以上传,比如代码文件)
TCP/IP四层模型
应用层,传输层,网络层,网络访问层
这里分为五层模型来解释:
应用层,传输层,网络层,数据链路层,物理层
开放系统信息交换涉及的概念
五层协议对应的数据单元
比如一个word文档,就是应用层的数据单元,
将word分成一段一段的,前面加上协议,这就叫段
然后再加上IP地址,就可以在网络上传,这叫做数据包
再在前面加上MAC物理地址,就叫数据帧
比如主机1向主机2发送数据,主机2接收数据刚好相反
