计算机网络功能

计算机网络组成

1组成部分

  • 硬件、软件、协议
    2工作方式
  • 边缘部分：即连接到网络的端点，有终端设备(手机、计算机等)和终端设备连接到的边缘路由器或交换机等设备。边缘部分是网络与用户直接接触的地方，它提供了用户访问网络资源的接口。在边缘部分，用户可以进行信息交换、资源共享等操作。
  • 核心部分：核心部分是指网络中连接多个边缘部分的传输设备和路由器，包括主干网、交换中心等设备。核心部分的主要作用是传输数据包并确保它们到达目的地。
    注：在网络中，边缘部分和核心部分之间有明显的区别。边缘部分通常是由各种设备组成的分布式系统，拓扑结构复杂，而核心部分则是由更少的设备组成的集中式系统，拓扑结构相对简单。另外，边缘部分通常是用户自主建设和管理，而核心部分通常由网络运营商负责建设和管理。
    3功能组成
  • 通信子网 是指网络中用于传输数据和信息的基础设施，例如路由器、交换机、网桥、集线器等网络设备。通信子网是建立在物理网络基础上的逻辑网络，其作用是连接多个计算机和设备，使它们能够互相通信和交换信息。
  • 资源子网 是指在一个大型网络中，为了方便管理和控制，将相同类型的设备或资源分组，形成独立的资源子网，例如打印机子网、存储子网、数据库子网等。资源子网的目的是提高网络的可靠性和安全性，同时也方便管理员对各类资源进行管理和维护。

计算机网络分类

  • 1.按照覆盖范围分类：分为广域网（WAN）、城域网（MAN）、局域网（LAN）和个人区域网（PAN）。
  • 2.按照传输技术分类：分为有线网络和无线网络。有线网络包括以太网、令牌环、ATM等，无线网络包括WiFi、蓝牙、移动通信网络等。
  • 3.按照拓扑结构分类：分为总线型、星型、环形、树形、网状等。
  • 4.按照功能分类：分为数据通信网络、语音通信网络、多媒体通信网络、计算机网络等。
  • 5.按照使用范围分类：分为互联网、企业网络、校园网、家庭网络等。
  • 6.按照使用者分类：公用网(中国移动)，专用网(军队、银行)

TCP/IP网络模型

TCP/IP协议栈

  • 应用层：HTTP,FTP,DNS
  • 传输层：TCP,UDP
  • 网络层：IP
  • 网络接口层：Ethernet,ATM,Frame Relay

HTTP

DNS

TCP

1.TCP协议的作用

  • 确保数据的可靠传输：TCP通过使用序列号、确认号和重传机制来确保数据能够可靠地传输，从而保证了数据的完整性和准确性。
  • 保证数据的顺序传输：TCP会根据数据包的序列号来确定数据的顺序，并在传输时保证数据包按照正确的顺序传输，从而避免了数据包乱序的问题。
  • 流量控制：TCP会根据接收方的反馈信息来调整发送数据的速率，以避免发送方发送过多的数据导致接收方无法及时处理。
  • 拥塞控制：TCP会通过检测网络的拥塞情况来调整数据的发送速率，从而避免网络拥塞问题。

2.三次握手

  • 客户端发送一个SYN报文给服务器，请求建立连接。
  • 服务器收到SYN报文，发送一个SYN-ACK报文给客户端，表示确认客户端请求，并同时请求建立连接。
  • 客户端收到SYN-ACK报文，发送一个ACK报文给服务器，表示确认连接建立。

3.四次挥手

  • 客户端发送一个FIN报文给服务器，表示请求关闭连接。
  • 服务器收到FIN报文，发送一个ACK报文给客户端，表示确认收到关闭请求。
  • 服务器发送一个FIN报文给客户端，表示服务器也准备关闭连接。
  • 客户端收到FIN报文，发送一个ACK报文给服务器，表示确认收到关闭请求。

4.TCP报文
报文头（Header）：包含了TCP协议传输数据的控制信息，其具体包括：

  • 源端口和目标端口：标识发送方和接收方的端口号。
  • 序列号（Sequence Number）：标识本报文段的第一个数据字节在数据流中的序列号。
  • 确认号（Acknowledgment Number）：只有在ACK标志位为1时才有效，标识期望收到的下一个数据字节的序列号。
  • 数据偏移（Data Offset）：指示TCP头的长度，以4字节为单位。
    控制位（Flags）：用于控制TCP连接的建立、维护和关闭，包括SYN、ACK、FIN、RST等标志位。
  • 窗口大小（Window）：指示发送方可以接收的字节数，用于流量控制。
  • 校验和（Checksum）：用于检验TCP头和数据的正确性。
  • 紧急指针（Urgent Pointer）：仅在URG标志位为1时才有效，用于指示紧急数据的末尾位置。
  • 选项（Options）：用于在TCP报文中传递额外的控制信息，如最大报文段长度、时间戳等。

IP

IP（Internet Protocol）协议是互联网传输层的核心协议之一，它负责在网络中传输数据包，为数据包提供源地址和目的地址的路由功能。IP协议是一种无连接的、不可靠的协议，它只负责将数据包从源地址发送到目的地址，而不保证数据包的可靠性和有序性。

IP协议的主要功能包括：

  • IP地址分配和路由：IP协议为每个连接到互联网的设备分配唯一的IP地址，并且通过路由选择算法将数据包从源地址传输到目的地址。
  • 分段和重组：当数据包的大小超过网络传输的最大限制时，IP协议会将数据包分成若干个小片段进行传输，并在目的地址处重新组装这些片段。
  • TTL（Time to Live）计数器：IP协议在每个数据包中都包含一个TTL计数器，用于限制数据包在网络中的传输时间，防止数据包在网络中无限循环。

IP协议的报文头主要存储了源IP地址和目标IP地址

两点传输ARP

出口-网卡

将网络数据包转换成电信号通过网线传输。

网卡驱动获取网络包之后，会将其复制到网卡内的缓存区中，接着会在其开头加上报头和起始帧分界符，在末尾加上用于检测错误的帧校验序列。

交换机

交换机的端口到底有没有MAC地址啊？？？

路由器

MAC 头部的作用就是将包送达路由器