計算機的網(wǎng)絡基礎知識
計算機的網(wǎng)絡基礎知識
網(wǎng)絡，已成為我們現(xiàn)實生活中一個重要的組成部分。然而作為一項新的科技成果，網(wǎng)絡知識的普及仍然是一個亟(qi)待解決的問題。主要表現(xiàn)如下：對于年輕一代，盡管懂得電腦和網(wǎng)絡的應用，但知之不全，表現(xiàn)為，懂得建博客的人，未必懂得圖像處理;懂得網(wǎng)絡游戲的人，未必懂得電腦維護等。對于年長一點的，有的只會電子郵件的收發(fā)，有的只會簡單的文字處理，有的只會QQ聊天，且年齡越長的普遍表現(xiàn)出對電腦和網(wǎng)絡的應用知識越貧乏。下面是小編收集整理的計算機的網(wǎng)絡基礎知識范文，歡迎借鑒參考。
計算機的網(wǎng)絡基礎知識(一)
計算機網(wǎng)絡學習的核心內容就是網(wǎng)絡協(xié)議的學習。網(wǎng)絡協(xié)議是為計算機網(wǎng)絡中進行數(shù)據(jù)交換而建立的規(guī)則、標準或者說是約定的集合。因為不同用戶的數(shù)據(jù)終端可能采取的字符集是不同的，兩者需要進行通信，必須要在一定的標準上進行。一個很形象地比喻就是我們的語言，我們大天朝地廣人多，地方性語言也非常豐富，而且方言之間差距巨大。A地區(qū)的方言可能B地區(qū)的人根本無法接受，所以我們要為全國人名進行溝通建立一個語言標準，這就是我們的普通話的作用。同樣，放眼全球，我們與外國友人溝通的標準語言是英語，所以我們才要苦逼的學習英語。
計算機網(wǎng)絡協(xié)議同我們的語言一樣，多種多樣。而ARPA公司與1977年到1979年推出了一種名為ARPANET的網(wǎng)絡協(xié)議受到了廣泛的熱捧，其中最主要的原因就是它推出了人盡皆知的TCP/IP標準網(wǎng)絡協(xié)議。目前TCP/IP協(xié)議已經(jīng)成為Internet中的“通用語言”，下圖為不同計算機群之間利用TCP/IP進行通信的示意圖。
1. 網(wǎng)絡層次劃分
為了使不同計算機廠家生產(chǎn)的計算機能夠相互通信，以便在更大的范圍內建立計算機網(wǎng)絡，國際標準化組織(ISO)在1978年提出了“開放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型”，即著名的OSI/RM模型(Open System Interconnection/Reference Model)。它將計算機網(wǎng)絡體系結構的通信協(xié)議劃分為七層，自下而上依次為：物理層(Physics Layer)、數(shù)據(jù)鏈路層(Data Link Layer)、網(wǎng)絡層(Network Layer)、傳輸層(Transport Layer)、會話層(Session Layer)、表示層(Presentation Layer)、應用層(Application Layer)。其中第四層完成數(shù)據(jù)傳送服務，上面三層面向用戶。
除了標準的OSI七層模型以外，常見的網(wǎng)絡層次劃分還有TCP/IP四層協(xié)議以及TCP/IP五層協(xié)議，
2. OSI七層網(wǎng)絡模型
TCP/IP協(xié)議毫無疑問是互聯(lián)網(wǎng)的基礎協(xié)議，沒有它就根本不可能上網(wǎng)，任何和互聯(lián)網(wǎng)有關的操作都離不開TCP/IP協(xié)議。不管是OSI七層模型還是TCP/IP的四層、五層模型，每一層中都要自己的專屬協(xié)議，完成自己相應的工作以及與上下層級之間進行溝通。由于OSI七層模型為網(wǎng)絡的標準層次劃分，所以我們以OSI七層模型為例從下向上進行一一介紹。
1)物理層(Physical Layer)
激活、維持、關閉通信端點之間的機械特性、電氣特性、功能特性以及過程特性。該層為上層協(xié)議提供了一個傳輸數(shù)據(jù)的可靠的物理媒體。簡單的說，物理層確保原始的數(shù)據(jù)可在各種物理媒體上傳輸。物理層記住兩個重要的設備名稱，中繼器(Repeater，也叫放大器)和集線器。
2)數(shù)據(jù)鏈路層(Data Link Layer)
數(shù)據(jù)鏈路層在物理層提供的服務的基礎上向網(wǎng)絡層提供服務，其最基本的服務是將源自網(wǎng)絡層來的數(shù)據(jù)可靠地傳輸?shù)较噜徆?jié)點的目標機網(wǎng)絡層。為達到這一目的，數(shù)據(jù)鏈路必須具備一系列相應的功能，主要有：如何將數(shù)據(jù)組合成數(shù)據(jù)塊，在數(shù)據(jù)鏈路層中稱這種數(shù)據(jù)塊為幀(frame)，幀是數(shù)據(jù)鏈路層的傳送單位;如何控制幀在物理信道上的傳輸，包括如何處理傳輸差錯，如何調節(jié)發(fā)送速率以使與接收方相匹配;以及在兩個網(wǎng)絡實體之間提供數(shù)據(jù)鏈路通路的建立、維持和釋放的管理。數(shù)據(jù)鏈路層在不可靠的物理介質上提供可靠的傳輸。該層的作用包括：物理地址尋址、數(shù)據(jù)的成幀、流量控制、數(shù)據(jù)的檢錯、重發(fā)等。
有關數(shù)據(jù)鏈路層的重要知識點：
1> 數(shù)據(jù)鏈路層為網(wǎng)絡層提供可靠的數(shù)據(jù)傳輸;
2> 基本數(shù)據(jù)單位為幀;
3> 主要的協(xié)議：以太網(wǎng)協(xié)議;
4> 兩個重要設備名稱：網(wǎng)橋和交換機。
3)網(wǎng)絡層(Network Layer)
網(wǎng)絡層的目的是實現(xiàn)兩個端系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)透明傳送，具體功能包括尋址和路由選擇、連接的建立、保持和終止等。它提供的服務使傳輸層不需要了解網(wǎng)絡中的數(shù)據(jù)傳輸和交換技術。如果您想用盡量少的詞來記住網(wǎng)絡層，那就是“路徑選擇、路由及邏輯尋址”。
網(wǎng)絡層中涉及眾多的協(xié)議，其中包括最重要的協(xié)議，也是TCP/IP的核心協(xié)議——IP協(xié)議。IP協(xié)議非常簡單，僅僅提供不可靠、無連接的傳送服務。IP協(xié)議的主要功能有：無連接數(shù)據(jù)報傳輸、數(shù)據(jù)報路由選擇和差錯控制。與IP協(xié)議配套使用實現(xiàn)其功能的還有地址解析協(xié)議ARP、逆地址解析協(xié)議RARP、因特網(wǎng)報文協(xié)議ICMP、因特網(wǎng)組管理協(xié)議IGMP。具體的協(xié)議我們會在接下來的部分進行總結，有關網(wǎng)絡層的重點為：
1> 網(wǎng)絡層負責對子網(wǎng)間的數(shù)據(jù)包進行路由選擇。此外，網(wǎng)絡層還可以實現(xiàn)擁塞控制、網(wǎng)際互連等功能;
2> 基本數(shù)據(jù)單位為IP數(shù)據(jù)報;
3> 包含的主要協(xié)議：
IP協(xié)議(Internet Protocol，因特網(wǎng)互聯(lián)協(xié)議);
ICMP協(xié)議(Internet Control Message Protocol，因特網(wǎng)控制報文協(xié)議);
ARP協(xié)議(Address Resolution Protocol，地址解析協(xié)議);
RARP協(xié)議(Reverse Address Resolution Protocol，逆地址解析協(xié)議)。
4> 重要的設備：路由器。
4)傳輸層(Transport Layer)
第一個端到端，即主機到主機的層次。傳輸層負責將上層數(shù)據(jù)分段并提供端到端的、可靠的或不可靠的傳輸。此外，傳輸層還要處理端到端的差錯控制和流量控制問題。
傳輸層的任務是根據(jù)通信子網(wǎng)的特性，最佳的利用網(wǎng)絡資源，為兩個端系統(tǒng)的會話層之間，提供建立、維護和取消傳輸連接的功能，負責端到端的可靠數(shù)據(jù)傳輸。在這一層，信息傳送的協(xié)議數(shù)據(jù)單元稱為段或報文。
網(wǎng)絡層只是根據(jù)網(wǎng)絡地址將源結點發(fā)出的數(shù)據(jù)包傳送到目的結點，而傳輸層則負責將數(shù)據(jù)可靠地傳送到相應的端口。
有關網(wǎng)絡層的重點：
1> 傳輸層負責將上層數(shù)據(jù)分段并提供端到端的、可靠的或不可靠的傳輸以及端到端的差錯控制和流量控制問題;
2> 包含的主要協(xié)議：TCP協(xié)議(Transmission Control Protocol，傳輸控制協(xié)議)、UDP協(xié)議(User Datagram Protocol，用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議);
3> 重要設備：網(wǎng)關。
5)會話層
會話層管理主機之間的會話進程，即負責建立、管理、終止進程之間的會話。會話層還利用在數(shù)據(jù)中插入校驗點來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的同步。
6)表示層
表示層對上層數(shù)據(jù)或信息進行變換以保證一個主機應用層信息可以被另一個主機的應用程序理解。表示層的數(shù)據(jù)轉換包括數(shù)據(jù)的加密、壓縮、格式轉換等。
7)應用層
為操作系統(tǒng)或網(wǎng)絡應用程序提供訪問網(wǎng)絡服務的接口。
會話層、表示層和應用層重點：
1> 數(shù)據(jù)傳輸基本單位為報文;
2> 包含的主要協(xié)議：FTP(文件傳送協(xié)議)、Telnet(遠程登錄協(xié)議)、DNS(域名解析協(xié)議)、SMTP(郵件傳送協(xié)議)，POP3協(xié)議(郵局協(xié)議)，HTTP協(xié)議(Hyper Text Transfer Protocol)。
3. IP地址
1)網(wǎng)絡地址
IP地址由網(wǎng)絡號(包括子網(wǎng)號)和主機號組成，網(wǎng)絡地址的主機號為全0，網(wǎng)絡地址代表著整個網(wǎng)絡。
2)廣播地址
廣播地址通常稱為直接廣播地址，是為了區(qū)分受限廣播地址。
廣播地址與網(wǎng)絡地址的主機號正好相反，廣播地址中，主機號為全1。當向某個網(wǎng)絡的廣播地址發(fā)送消息時，該網(wǎng)絡內的所有主機都能收到該廣播消息。
3)組播地址
D類地址就是組播地址。
先回憶下A，B，C，D類地址吧：
A類地址以00開頭，第一個字節(jié)作為網(wǎng)絡號，地址范圍為：0.0.0.0~127.255.255.255;
B類地址以10開頭，前兩個字節(jié)作為網(wǎng)絡號，地址范圍是：128.0.0.0~191.255.255.255;
C類地址以110開頭，前三個字節(jié)作為網(wǎng)絡號，地址范圍是：192.0.0.0~223.255.255.255。
D類地址以1110開頭，地址范圍是224.0.0.0~239.255.255.255，D類地址作為組播地址(一對多的通信);
E類地址以1111開頭，地址范圍是240.0.0.0~255.255.255.255，E類地址為保留地址，供以后使用。
注：只有A,B,C有網(wǎng)絡號和主機號之分，D類地址和E類地址沒有劃分網(wǎng)絡號和主機號。
4)255.255.255.255
該IP地址指的是受限的廣播地址。受限廣播地址與一般廣播地址(直接廣播地址)的區(qū)別在于，受限廣播地址只能用于本地網(wǎng)絡，路由器不會轉發(fā)以受限廣播地址為目的地址的分組;一般廣播地址既可在本地廣播，也可跨網(wǎng)段廣播。例如：主機192.168.1.1/30上的直接廣播數(shù)據(jù)包后，另外一個網(wǎng)段192.168.1.5/30也能收到該數(shù)據(jù)報;若發(fā)送受限廣播數(shù)據(jù)報，則不能收到。
注：一般的廣播地址(直接廣播地址)能夠通過某些路由器(當然不是所有的路由器)，而受限的廣播地址不能通過路由器。
5)0.0.0.0
常用于尋找自己的IP地址，例如在我們的RARP，BOOTP和DHCP協(xié)議中，若某個未知IP地址的無盤機想要知道自己的IP地址，它就以255.255.255.255為目的地址，向本地范圍(具體而言是被各個路由器屏蔽的范圍內)的服務器發(fā)送IP請求分組。
6)回環(huán)地址
127.0.0.0/8被用作回環(huán)地址，回環(huán)地址表示本機的地址，常用于對本機的測試，用的最多的是127.0.0.1。
7)A、B、C類私有地址
私有地址(private address)也叫專用地址，它們不會在全球使用，只具有本地意義。
A類私有地址：10.0.0.0/8，范圍是：10.0.0.0~10.255.255.255
B類私有地址：172.16.0.0/12，范圍是：172.16.0.0~172.31.255.255
C類私有地址：192.168.0.0/16，范圍是：192.168.0.0~192.168.255.255
4. 子網(wǎng)掩碼及網(wǎng)絡劃分
隨著互連網(wǎng)應用的不斷擴大，原先的IPv4的弊端也逐漸暴露出來，即網(wǎng)絡號占位太多，而主機號位太少，所以其能提供的主機地址也越來越稀缺，目前除了使用NAT在企業(yè)內部利用保留地址自行分配以外，通常都對一個高類別的IP地址進行再劃分，以形成多個子網(wǎng)，提供給不同規(guī)模的用戶群使用。
這里主要是為了在網(wǎng)絡分段情況下有效地利用IP地址，通過對主機號的高位部分取作為子網(wǎng)號，從通常的網(wǎng)絡位界限中擴展或壓縮子網(wǎng)掩碼，用來創(chuàng)建某類地址的更多子網(wǎng)。但創(chuàng)建更多的子網(wǎng)時，在每個子網(wǎng)上的可用主機地址數(shù)目會比原先減少。
什么是子網(wǎng)掩碼?
子網(wǎng)掩碼是標志兩個IP地址是否同屬于一個子網(wǎng)的，也是32位二進制地址，其每一個為1代表該位是網(wǎng)絡位，為0代表主機位。它和IP地址一樣也是使用點式十進制來表示的。如果兩個IP地址在子網(wǎng)掩碼的按位與的計算下所得結果相同，即表明它們共屬于同一子網(wǎng)中。
在計算子網(wǎng)掩碼時，我們要注意IP地址中的保留地址，即“ 0”地址和廣播地址，它們是指主機地址或網(wǎng)絡地址全為“ 0”或“ 1”時的IP地址，它們代表著本網(wǎng)絡地址和廣播地址，一般是不能被計算在內的。
子網(wǎng)掩碼的計算：
對于無須再劃分成子網(wǎng)的IP地址來說，其子網(wǎng)掩碼非常簡單，即按照其定義即可寫出：如某B類IP地址為 10.12.3.0，無須再分割子網(wǎng)，則該IP地址的子網(wǎng)掩碼255.255.0.0。如果它是一個C類地址，則其子網(wǎng)掩碼為 255.255.255.0。其它類推，不再詳述。下面我們關鍵要介紹的是一個IP地址，還需要將其高位主機位再作為劃分出的子網(wǎng)網(wǎng)絡號，剩下的是每個子網(wǎng)的主機號，這時該如何進行每個子網(wǎng)的掩碼計算。
下面總結一下有關子網(wǎng)掩碼和網(wǎng)絡劃分常見的面試考題：
1)利用子網(wǎng)數(shù)來計算
在求子網(wǎng)掩碼之前必須先搞清楚要劃分的子網(wǎng)數(shù)目，以及每個子網(wǎng)內的所需主機數(shù)目。
(1) 將子網(wǎng)數(shù)目轉化為二進制來表示;
如欲將B類IP地址168.195.0.0劃分成27個子網(wǎng)：27=11011;
(2) 取得該二進制的位數(shù)，為N;
該二進制為五位數(shù)，N = 5
(3) 取得該IP地址的類子網(wǎng)掩碼，將其主機地址部分的的前N位置1即得出該IP地址劃分子網(wǎng)的子網(wǎng)掩碼。
將B類地址的子網(wǎng)掩碼255.255.0.0的主機地址前5位置 1，得到 255.255.248.0
2)利用主機數(shù)來計算
如欲將B類IP地址168.195.0.0劃分成若干子網(wǎng)，每個子網(wǎng)內有主機700臺：
(1) 將主機數(shù)目轉化為二進制來表示;
700=1010111100;
(2) 如果主機數(shù)小于或等于254(注意去掉保留的兩個IP地址)，則取得該主機的二進制位數(shù)，為N，這里肯定 N<8。如果大于254，則 N>8，這就是說主機地址將占據(jù)不止8位;
該二進制為十位數(shù)，N=10;
(3) 使用255.255.255.255來將該類IP地址的主機地址位數(shù)全部置1，然后從后向前的將N位全部置為 0，即為子網(wǎng)掩碼值。
將該B類地址的子網(wǎng)掩碼255.255.0.0的主機地址全部置1，得到255.255.255.255，然后再從后向前將后 10位置0,即為：11111111.11111111.11111100.00000000，即255.255.252.0。這就是該欲劃分成主機為700臺的B類IP地址 168.195.0.0的子網(wǎng)掩碼。
3)還有一種題型，要你根據(jù)每個網(wǎng)絡的主機數(shù)量進行子網(wǎng)地址的規(guī)劃和計算子網(wǎng)掩碼。這也可按上述原則進行計算。
比如一個子網(wǎng)有10臺主機，那么對于這個子網(wǎng)需要的IP地址是：
10+1+1+1=13
注意：加的第一個1是指這個網(wǎng)絡連接時所需的網(wǎng)關地址，接著的兩個1分別是指網(wǎng)絡地址和廣播地址。
因為13小于16(16等于2的4次方)，所以主機位為4位。而256-16=240，所以該子網(wǎng)掩碼為255.255.255.240。
如果一個子網(wǎng)有14臺主機，不少人常犯的錯誤是：依然分配具有16個地址空間的子網(wǎng)，而忘記了給網(wǎng)關分配地址。這樣就錯誤了，因為14+1+1+1=17，17大于16，所以我們只能分配具有32個地址(32等于2的5次方)空間的子網(wǎng)。這時子網(wǎng)掩碼為：255.255.255.224。
5. ARP/RARP協(xié)議
地址解析協(xié)議，即ARP(Address Resolution Protocol)，是根據(jù)IP地址獲取物理地址的一個TCP/IP協(xié)議。主機發(fā)送信息時將包含目標IP地址的ARP請求廣播到網(wǎng)絡上的所有主機，并接收返回消息，以此確定目標的物理地址;收到返回消息后將該IP地址和物理地址存入本機ARP緩存中并保留一定時間，下次請求時直接查詢ARP緩存以節(jié)約資源。地址解析協(xié)議是建立在網(wǎng)絡中各個主機互相信任的基礎上的，網(wǎng)絡上的主機可以自主發(fā)送ARP應答消息，其他主機收到應答報文時不會檢測該報文的真實性就會將其記入本機ARP緩存;由此攻擊者就可以向某一主機發(fā)送偽ARP應答報文，使其發(fā)送的信息無法到達預期的主機或到達錯誤的主機，這就構成了一個ARP欺騙。ARP命令可用于查詢本機ARP緩存中IP地址和MAC地址的對應關系、添加或刪除靜態(tài)對應關系等。
ARP工作流程舉例：
主機A的IP地址為192.168.1.1，MAC地址為0A-11-22-33-44-01;
主機B的IP地址為192.168.1.2，MAC地址為0A-11-22-33-44-02;
當主機A要與主機B通信時，地址解析協(xié)議可以將主機B的IP地址(192.168.1.2)解析成主機B的MAC地址，以下為工作流程：
(1)根據(jù)主機A上的路由表內容，IP確定用于訪問主機B的轉發(fā)IP地址是192.168.1.2。然后A主機在自己的本地ARP緩存中檢查主機B的匹配MAC地址。
(2)如果主機A在ARP緩存中沒有找到映射，它將詢問192.168.1.2的硬件地址，從而將ARP請求幀廣播到本地網(wǎng)絡上的所有主機。源主機A的IP地址和MAC地址都包括在ARP請求中。本地網(wǎng)絡上的每臺主機都接收到ARP請求并且檢查是否與自己的IP地址匹配。如果主機發(fā)現(xiàn)請求的IP地址與自己的IP地址不匹配，它將丟棄ARP請求。
(3)主機B確定ARP請求中的IP地址與自己的IP地址匹配，則將主機A的IP地址和MAC地址映射添加到本地ARP緩存中。
(4)主機B將包含其MAC地址的ARP回復消息直接發(fā)送回主機A。
(5)當主機A收到從主機B發(fā)來的ARP回復消息時，會用主機B的IP和MAC地址映射更新ARP緩存。本機緩存是有生存期的，生存期結束后，將再次重復上面的過程。主機B的MAC地址一旦確定，主機A就能向主機B發(fā)送IP通信了。
逆地址解析協(xié)議，即RARP，功能和ARP協(xié)議相對，其將局域網(wǎng)中某個主機的物理地址轉換為IP地址，比如局域網(wǎng)中有一臺主機只知道物理地址而不知道IP地址，那么可以通過RARP協(xié)議發(fā)出征求自身IP地址的廣播請求，然后由RARP服務器負責回答。
RARP協(xié)議工作流程：
(1)給主機發(fā)送一個本地的RARP廣播，在此廣播包中，聲明自己的MAC地址并且請求任何收到此請求的RARP服務器分配一個IP地址;
(2)本地網(wǎng)段上的RARP服務器收到此請求后，檢查其RARP列表，查找該MAC地址對應的IP地址;
(3)如果存在，RARP服務器就給源主機發(fā)送一個響應數(shù)據(jù)包并將此IP地址提供給對方主機使用;
(4)如果不存在，RARP服務器對此不做任何的響應;
(5)源主機收到從RARP服務器的響應信息，就利用得到的IP地址進行通訊;如果一直沒有收到RARP服務器的響應信息，表示初始化失敗。
6. 路由選擇協(xié)議
常見的路由選擇協(xié)議有：RIP協(xié)議、OSPF協(xié)議。
RIP協(xié)議 ：底層是貝爾曼福特算法，它選擇路由的度量標準(metric)是跳數(shù)，最大跳數(shù)是15跳，如果大于15跳，它就會丟棄數(shù)據(jù)包。
OSPF協(xié)議 ：Open Shortest Path First開放式最短路徑優(yōu)先，底層是迪杰斯特拉算法，是鏈路狀態(tài)路由選擇協(xié)議，它選擇路由的度量標準是帶寬，延遲。
7. TCP/IP協(xié)議
TCP/IP協(xié)議是Internet最基本的協(xié)議、Internet國際互聯(lián)網(wǎng)絡的基礎，由網(wǎng)絡層的IP協(xié)議和傳輸層的TCP協(xié)議組成。通俗而言：TCP負責發(fā)現(xiàn)傳輸?shù)膯栴}，一有問題就發(fā)出信號，要求重新傳輸，直到所有數(shù)據(jù)安全正確地傳輸?shù)侥康牡?。而IP是給因特網(wǎng)的每一臺聯(lián)網(wǎng)設備規(guī)定一個地址。
IP層接收由更低層(網(wǎng)絡接口層例如以太網(wǎng)設備驅動程序)發(fā)來的數(shù)據(jù)包，并把該數(shù)據(jù)包發(fā)送到更高層---TCP或UDP層;相反，IP層也把從TCP或UDP層接收來的數(shù)據(jù)包傳送到更低層。IP數(shù)據(jù)包是不可靠的，因為IP并沒有做任何事情來確認數(shù)據(jù)包是否按順序發(fā)送的或者有沒有被破壞，IP數(shù)據(jù)包中含有發(fā)送它的主機的地址(源地址)和接收它的主機的地址(目的地址)。
TCP是面向連接的通信協(xié)議，通過三次握手建立連接，通訊完成時要拆除連接，由于TCP是面向連接的所以只能用于端到端的通訊。TCP提供的是一種可靠的數(shù)據(jù)流服務，采用“帶重傳的肯定確認”技術來實現(xiàn)傳輸?shù)目煽啃?。TCP還采用一種稱為“滑動窗口”的方式進行流量控制，所謂窗口實際表示接收能力，用以限制發(fā)送方的發(fā)送速度。
注：seq:"sequance"序列號;ack:"acknowledge"確認號;SYN:"synchronize"請求同步標志;;ACK:"acknowledge"確認標志";FIN："Finally"結束標志。
TCP連接建立過程：首先Client端發(fā)送連接請求報文，Server段接受連接后回復ACK報文，并為這次連接分配資源。Client端接收到ACK報文后也向Server段發(fā)生ACK報文，并分配資源，這樣TCP連接就建立了。
TCP連接斷開過程：假設Client端發(fā)起中斷連接請求，也就是發(fā)送FIN報文。Server端接到FIN報文后，意思是說"我Client端沒有數(shù)據(jù)要發(fā)給你了"，但是如果你還有數(shù)據(jù)沒有發(fā)送完成，則不必急著關閉Socket，可以繼續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)。所以你先發(fā)送ACK，"告訴Client端，你的請求我收到了，但是我還沒準備好，請繼續(xù)你等我的消息"。這個時候Client端就進入FIN_WAIT狀態(tài)，繼續(xù)等待Server端的FIN報文。當Server端確定數(shù)據(jù)已發(fā)送完成，則向Client端發(fā)送FIN報文，"告訴Client端，好了，我這邊數(shù)據(jù)發(fā)完了，準備好關閉連接了"。Client端收到FIN報文后，"就知道可以關閉連接了，但是他還是不相信網(wǎng)絡，怕Server端不知道要關閉，所以發(fā)送ACK后進入TIME_WAIT狀態(tài)，如果Server端沒有收到ACK則可以重傳?！?，Server端收到ACK后，"就知道可以斷開連接了"。Client端等待了2MSL后依然沒有收到回復，則證明Server端已正常關閉，那好，我Client端也可以關閉連接了。Ok，TCP連接就這樣關閉了!
為什么要三次揮手?
在只有兩次“握手”的情形下，假設Client想跟Server建立連接，但是卻因為中途連接請求的數(shù)據(jù)報丟失了，故Client端不得不重新發(fā)送一遍;這個時候Server端僅收到一個連接請求，因此可以正常的建立連接。但是，有時候Client端重新發(fā)送請求不是因為數(shù)據(jù)報丟失了，而是有可能數(shù)據(jù)傳輸過程因為網(wǎng)絡并發(fā)量很大在某結點被阻塞了，這種情形下Server端將先后收到2次請求，并持續(xù)等待兩個Client請求向他發(fā)送數(shù)據(jù)...問題就在這里，Cient端實際上只有一次請求，而Server端卻有2個響應，極端的情況可能由于Client端多次重新發(fā)送請求數(shù)據(jù)而導致Server端最后建立了N多個響應在等待，因而造成極大的資源浪費!所以，“三次握手”很有必要!
為什么要四次揮手?
試想一下，假如現(xiàn)在你是客戶端你想斷開跟Server的所有連接該怎么做?第一步，你自己先停止向Server端發(fā)送數(shù)據(jù)，并等待Server的回復。但事情還沒有完，雖然你自身不往Server發(fā)送數(shù)據(jù)了，但是因為你們之前已經(jīng)建立好平等的連接了，所以此時他也有主動權向你發(fā)送數(shù)據(jù);故Server端還得終止主動向你發(fā)送數(shù)據(jù)，并等待你的確認。其實，說白了就是保證雙方的一個合約的完整執(zhí)行!
使用TCP的協(xié)議：FTP(文件傳輸協(xié)議)、Telnet(遠程登錄協(xié)議)、SMTP(簡單郵件傳輸協(xié)議)、POP3(和SMTP相對，用于接收郵件)、HTTP協(xié)議等。
8. UDP協(xié)議
UDP用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議，是面向無連接的通訊協(xié)議，UDP數(shù)據(jù)包括目的端口號和源端口號信息，由于通訊不需要連接，所以可以實現(xiàn)廣播發(fā)送。UDP通訊時不需要接收方確認，屬于不可靠的傳輸，可能會出現(xiàn)丟包現(xiàn)象，實際應用中要求程序員編程驗證。
UDP與TCP位于同一層，但它不管數(shù)據(jù)包的順序、錯誤或重發(fā)。因此，UDP不被應用于那些使用虛電路的面向連接的服務，UDP主要用于那些面向查詢---應答的服務，例如NFS。相對于FTP或Telnet，這些服務需要交換的信息量較小。
每個UDP報文分UDP報頭和UDP數(shù)據(jù)區(qū)兩部分。報頭由四個16位長(2字節(jié))字段組成，分別說明該報文的源端口、目的端口、報文長度以及校驗值。UDP報頭由4個域組成，其中每個域各占用2個字節(jié)，具體如下：
(1)源端口號;
(2)目標端口號;
(3)數(shù)據(jù)報長度;
(4)校驗值。
使用UDP協(xié)議包括：TFTP(簡單文件傳輸協(xié)議)、SNMP(簡單網(wǎng)絡管理協(xié)議)、DNS(域名解析協(xié)議)、NFS、BOOTP。
TCP 與 UDP 的區(qū)別：TCP是面向連接的，可靠的字節(jié)流服務;UDP是面向無連接的，不可靠的數(shù)據(jù)報服務。
9. DNS協(xié)議
DNS是域名系統(tǒng)(DomainNameSystem)的縮寫，該系統(tǒng)用于命名組織到域層次結構中的計算機和網(wǎng)絡服務，可以簡單地理解為將URL轉換為IP地址。域名是由圓點分開一串單詞或縮寫組成的，每一個域名都對應一個惟一的IP地址，在Internet上域名與IP地址之間是一一對應的，DNS就是進行域名解析的服務器。DNS命名用于Internet等TCP/IP網(wǎng)絡中，通過用戶友好的名稱查找計算機和服務。
10. NAT協(xié)議
NAT網(wǎng)絡地址轉換(Network Address Translation)屬接入廣域網(wǎng)(WAN)技術，是一種將私有(保留)地址轉化為合法IP地址的轉換技術，它被廣泛應用于各種類型Internet接入方式和各種類型的網(wǎng)絡中。原因很簡單，NAT不僅完美地解決了lP地址不足的問題，而且還能夠有效地避免來自網(wǎng)絡外部的攻擊，隱藏并保護網(wǎng)絡內部的計算機。
11. DHCP協(xié)議
DHCP動態(tài)主機設置協(xié)議(Dynamic Host Configuration Protocol)是一個局域網(wǎng)的網(wǎng)絡協(xié)議，使用UDP協(xié)議工作，主要有兩個用途：給內部網(wǎng)絡或網(wǎng)絡服務供應商自動分配IP地址，給用戶或者內部網(wǎng)絡管理員作為對所有計算機作中央管理的手段。
12. HTTP協(xié)議
超文本傳輸協(xié)議(HTTP，HyperText Transfer Protocol)是互聯(lián)網(wǎng)上應用最為廣泛的一種網(wǎng)絡協(xié)議。所有的WWW文件都必須遵守這個標準。
HTTP 協(xié)議包括哪些請求?
GET：請求讀取由URL所標志的信息。
POST：給服務器添加信息(如注釋)。
PUT：在給定的URL下存儲一個文檔。
DELETE：刪除給定的URL所標志的資源。
HTTP 中， POST 與 GET 的區(qū)別
1)Get是從服務器上獲取數(shù)據(jù)，Post是向服務器傳送數(shù)據(jù)。
2)Get是把參數(shù)數(shù)據(jù)隊列加到提交表單的Action屬性所指向的URL中，值和表單內各個字段一一對應，在URL中可以看到。
3)Get傳送的數(shù)據(jù)量小，不能大于2KB;Post傳送的數(shù)據(jù)量較大，一般被默認為不受限制。
4)根據(jù)HTTP規(guī)范，GET用于信息獲取，而且應該是安全的和冪等的。
I. 所謂 安全的 意味著該操作用于獲取信息而非修改信息。換句話說，GET請求一般不應產(chǎn)生副作用。就是說，它僅僅是獲取資源信息，就像數(shù)據(jù)庫查詢一樣，不會修改，增加數(shù)據(jù)，不會影響資源的狀態(tài)。
II. 冪等 的意味著對同一URL的多個請求應該返回同樣的結果。
13. 一個舉例
在瀏覽器中輸入 www.baidu.com 后執(zhí)行的全部過程
現(xiàn)在假設如果我們在客戶端(客戶端)瀏覽器中輸入http://www.baidu.com,而baidu.com為要訪問的服務器(服務器)，下面詳細分析客戶端為了訪問服務器而執(zhí)行的一系列關于協(xié)議的操作：
1)客戶端瀏覽器通過DNS解析到www.baidu.com的IP地址220.181.27.48，通過這個IP地址找到客戶端到服務器的路徑。客戶端瀏覽器發(fā)起一個HTTP會話到220.161.27.48，然后通過TCP進行封裝數(shù)據(jù)包，輸入到網(wǎng)絡層。
2)在客戶端的傳輸層，把HTTP會話請求分成報文段，添加源和目的端口，如服務器使用80端口監(jiān)聽客戶端的請求，客戶端由系統(tǒng)隨機選擇一個端口如5000，與服務器進行交換，服務器把相應的請求返回給客戶端的5000端口。然后使用IP層的IP地址查找目的端。
3)客戶端的網(wǎng)絡層不用關系應用層或者傳輸層的東西，主要做的是通過查找路由表確定如何到達服務器，期間可能經(jīng)過多個路由器，這些都是由路由器來完成的工作，不作過多的描述，無非就是通過查找路由表決定通過那個路徑到達服務器。
4)客戶端的鏈路層，包通過鏈路層發(fā)送到路由器，通過鄰居協(xié)議查找給定IP地址的MAC地址，然后發(fā)送ARP請求查找目的地址，如果得到回應后就可以使用ARP的請求應答交換的IP數(shù)據(jù)包現(xiàn)在就可以傳輸了，然后發(fā)送IP數(shù)據(jù)包到達服務器的地址。
計算機的網(wǎng)絡基礎知識(二)
三種方法告訴你項目超過255個攝像機怎么設置IP?什么是公網(wǎng)ip?什么又是內網(wǎng)ip?為什么ip地址通常以192.168開頭?
做通訊的與ip地址接觸最多，無論是哪方面，都需要跟ip地址打交道，通常我們也會經(jīng)常聽到公網(wǎng)、內網(wǎng)?那什么是公網(wǎng)ip地址呢?什么是私網(wǎng)ip地址呢?為什么我們常見到的ip地址以192.168開頭呢?
我們以安裝攝像頭為例說說超過254個，該咋分配IP地址呢?
我們今天統(tǒng)統(tǒng)來了解一下。
首先關于內、外網(wǎng)的定義：
內、外網(wǎng)是相對于防火墻而言的，在防火墻內部叫做內網(wǎng)，反之就是外網(wǎng)。在一定程度上外網(wǎng)等同于公網(wǎng)，內網(wǎng)等同于私網(wǎng)。
一、IP地址分類
公網(wǎng)地址是指在因特網(wǎng)上直接可達的地址，如果你有一個公網(wǎng)地址，那就意味著你不但能訪問別人，還能被人訪問。公網(wǎng)地址是架設各種服務器必不可少的條件。
A類：10.0.0.0到127.255.255.255主要分配給大量主機而局域網(wǎng)網(wǎng)絡數(shù)量較少的大型網(wǎng)絡
B類：128.0.0.0到191.255.255.255一般用于國際性大公司和政府機構
C類：192.0.0.0到223.255.255.255用于一般小公司校園網(wǎng)研究機構等
D類：224.0.0.0到239.255.255.255用于特殊用途，又稱作廣播地址
E類：240.0.0.0到255.255.255.255暫時保留
二、私有地址
網(wǎng)絡中的主機需要通信，需要使用一個IP地址，目前我們普遍使用的IPv4的地址，分為A、B、C、D、E五類，在上面已經(jīng)列出，其中A、B、C類是我們常見的IP地址段。在這三類地址中，大多數(shù)為公有地址，需要向國際互聯(lián)網(wǎng)信息中心注冊。在IPv4地址中預留了3個IP地址段，作為私有地址，共家庭、企業(yè)、學校等內部組網(wǎng)使用。
除了這三個ip地址段為私有ip地址外，其它的都為公網(wǎng)ip。
這些地址已被聲明私有化，任何內網(wǎng)中的設備可以任意使用這些地址，但是在這三個范圍內的IP地址不允許出現(xiàn)在Internet(外網(wǎng))上。所以我們平臺在內部組網(wǎng)時用的比較多，比如監(jiān)控項目與公司內部電腦ip設置，用的多的就是192.168.xx。
通常情況下，按照需要容納的主機數(shù)選擇私有地址段。家庭網(wǎng)絡規(guī)模比較小，一個C類地址，192.168.1.x可以容納254個終端，足夠使用。
學?；蛘叽笮推髽I(yè)可能使用B類甚至A類作為內部網(wǎng)絡的地址段。比如手機上網(wǎng)很可能獲取的也是一個10開頭的內網(wǎng)地址，而不是公網(wǎng)地址。
三、NAT地址轉換
私網(wǎng)地址只能在局域網(wǎng)中使用，不同的局域網(wǎng)可以使用同樣的私網(wǎng)地址，私網(wǎng)地址是不能出現(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)上的。那么私網(wǎng)地址如何訪問互聯(lián)網(wǎng)呢?這就需要用到NAT地址轉換，將內網(wǎng)地址映射到外網(wǎng)地址。
而NAT地址轉換它實現(xiàn)內網(wǎng)的IP地址與公網(wǎng)的地址之間的相互轉換，將大量的內網(wǎng)IP地址轉換為一個或少量的公網(wǎng)IP地址，減少對公網(wǎng)IP地址的占用。
家庭網(wǎng)絡普遍使用端口映射的方式，NAT的核心是一張映射表(源IP地址，源端口，目的IP地址，目的端口)，將內網(wǎng)源IP地址和端口映射到同一個公網(wǎng)地址的不同端口，
總之，家庭網(wǎng)絡由于網(wǎng)絡規(guī)模比較小，通常使用了192.168開頭的私網(wǎng)地址，光貓撥號獲取了一個公網(wǎng)地址(或者運營商私網(wǎng)地址)，通過NAT方式的映射到這個公網(wǎng)地址的不同端口，訪問互聯(lián)網(wǎng)。主要注意的NAT模式和路由模式是不同的。
簡單了解了關于IP的那些知識，那么重點來了，現(xiàn)在監(jiān)控項目越來越大，動不動就幾百個攝像機了，IP地址咋設置呢?
四、實例操作超過255個攝像機怎么設置IP
很多朋友都問到，對于大型監(jiān)控項目如何設置ip地址?
對于監(jiān)控項目來說，很多故障的原因都是跟ip地址設置不當有關，如ip沖突，或者有幾路監(jiān)控圖像沒有顯示等，都是跟ip有一定關聯(lián)，合理的分配ip地址十分重要。
一、為什么要合理分配IP
對于小型監(jiān)控項目來說，ip地址的設置比較簡單，大部分的人都不會出錯，對于超過254個點位的監(jiān)控項目來說，就有些容易出錯了，為什么呢?
第一、如果超過254個點位不劃分網(wǎng)段的話，讓系統(tǒng)自動分配ip地址的話，容易產(chǎn)生ip沖突。
第二、如果劃分網(wǎng)段的話，在ip地址的分配與子網(wǎng)掩碼的設置成了問題，部分朋友對ip地址分配不熟，容易出錯。
那么怎么辦呢?劃分網(wǎng)段是合理的方式。
二、大型網(wǎng)絡如何分配ip
對于超過254個點位的監(jiān)控，雖然不劃分網(wǎng)段我們也能夠分配ip地址，但一個好的網(wǎng)絡規(guī)劃不單單是簡單、勉強的實現(xiàn)功能，更需要注重的是后期的維護與整個網(wǎng)絡清晰性與擴展性。
我們就以實例來看看如何分配ip地址。
一個廠區(qū)的監(jiān)控工程，分為四個區(qū)域，共300個點位，所有設備在一個內網(wǎng)中，主干線通過光纜連接，有兩個區(qū)域是各70個點位，其它的兩個區(qū)別是各80個點位，如何來設置他們的ip地址。
首先來分析,
要實現(xiàn)這300個點位的監(jiān)控，實現(xiàn)的方法有兩種：
第一種：不劃分網(wǎng)段
第一種就是不劃分vlan，都用二層交換機，直接ip地址可以設置成IP地址范圍是192.168.0.1—192.168.1.254，子網(wǎng)掩碼為255.255.254.0，共有500個ip地址可以使用，完全足夠。
有朋友可能會有疑問，255.255.254.0這個子網(wǎng)掩碼是怎么得出來的，為什么不是255.255.255.0呢?
子網(wǎng)掩碼計算
這里面單獨來說明IP地址范圍192.168.0.1—192.168.1.254，這個網(wǎng)段的子網(wǎng)掩碼為什么是255.255.254.0?
這段ip地址范圍里面包括兩個ip段。
第一個ip段是：192.168.0.1—192.168.0.254 它的子網(wǎng)掩碼是255.255.255.0。
第二個ip段是：192.168.1.1—192.168.1.254，它的子網(wǎng)掩碼是255.255.254.0。
通俗來說，它們共同的子網(wǎng)掩碼就是255.255.254.0。
第二種：劃分網(wǎng)段
這里面我們著重來看下劃分網(wǎng)段的方式，使用三層交換機可以直接劃分四個網(wǎng)段。
主監(jiān)控地址： 192.168.1.1 255.255.252.0
A區(qū)地址： 192.168.1.2～192.168.1.254 掩碼 255.255.252.0 網(wǎng)關192.168.1.1
B區(qū)地址： 192.168.2.1～192.168.2.254 掩碼 255.255.252.0 網(wǎng)關192.168.1.1
C區(qū)地址： 192.168.3.1～192.168.3.254 掩碼 255.255.252.0 網(wǎng)關192.168.1.1
D區(qū)地址： 192.168.4.1～192.168.4.254 掩碼 255.255.252.0 網(wǎng)關192.168.1.1
這里面每個網(wǎng)段都可以容納250個點位以上，是完合足夠分配每個區(qū)域的ip地址的，另外，后續(xù)每個區(qū)域若有增加點位，都是有足夠的預留，值得注意的是，這里面接入層交換機是需要合理的分配，接入層交換機的選擇，我們之前有提到過，這里不做過多說明。
那么這樣劃分網(wǎng)段有什么好處呢?
四個區(qū)域ip地址比較明顯了，如果那個攝像機有問題，可以直接通過批量ping ip地址可以很快定位到那個攝像機出了問題，同時也可以有效防止ip沖突，ip是網(wǎng)絡故障中出現(xiàn)頻率比較高的問題，也可以減少廣播風暴。
第三種：選擇雙網(wǎng)口的錄像機
我們先來看看雙網(wǎng)口硬盤錄像機的兩種網(wǎng)絡工作模式：網(wǎng)絡容錯VS多址設定
網(wǎng)絡容錯
兩張網(wǎng)卡使用相同的IP地址，選擇“主網(wǎng)卡”，可選擇LAN1或LAN2為主網(wǎng)卡，當一塊網(wǎng)卡的網(wǎng)絡出現(xiàn)故障時，系統(tǒng)啟用備份網(wǎng)卡來保證系統(tǒng)的網(wǎng)絡工作正常。
多址設定
兩張網(wǎng)卡參數(shù)相互獨立，網(wǎng)卡相互工作，選擇“網(wǎng)卡選擇”可分別對LAN1和LAN2進行設置。可選擇一張網(wǎng)卡為默認路由，當系統(tǒng)主動連接外部網(wǎng)絡時，數(shù)據(jù)由默認路由轉發(fā)。
了解了雙網(wǎng)口錄像機的兩種網(wǎng)絡工作模式以后，大家可以看出來，添加跟硬盤錄像機不是一個網(wǎng)段的攝像機的時候，我們使用的就是多址設定這種網(wǎng)絡工作模式，具體怎么使用呢?
現(xiàn)在就來教你~
我們假設現(xiàn)在錄像機LAN1口接的路由器的IP地址是192.168.1.1，而我們需要添加的攝像機的網(wǎng)段可以是http://192.168.0.XXX這個網(wǎng)段的。
此時進入錄像機主菜單-系統(tǒng)配置-網(wǎng)絡配置-基本配置，將工作模式改成多址設定，網(wǎng)卡選擇LAN1，給LAN1分配IP地址192.168.1.100以及其他網(wǎng)絡參數(shù)，因為此時LAN1是用來連接路由的，所以，我們默認路由選擇LAN1。
我們將連接攝像頭的網(wǎng)線接到錄像機的LAN2口，網(wǎng)卡選擇LAN2，給LAN2分配IP地址為192.168.0.100，
此時錄像機就有兩個IP地址，LAN1口用來與外網(wǎng)連接，做外網(wǎng)訪問，LAN2口用來連接攝像頭，我們再去通道管理-IP通道管理里面添加攝像頭，就能既連接外網(wǎng)又能看到監(jiān)控的畫面啦!
計算機的網(wǎng)絡基礎知識(三)
計算機自誕生伊始,經(jīng)歷了一系列演變與發(fā)展。大型通用機計算機、超級計算機、小型機、個人電腦、工作站、便攜式電以及現(xiàn)如今的智能手機終端都是這一過程的產(chǎn)物。它們性能逐年增強,價格卻逐年下降,機體規(guī)模也在逐漸變小。
隨著計算機的發(fā)展,人們不再局限于單機模式,而是將一個個計算機連接在一起,形成一個計算機網(wǎng)絡。從而實現(xiàn)信息共享,同事在能在兩臺物理位置較遠的機器之間即時傳遞消息。
計算機網(wǎng)絡根據(jù)規(guī)?？梢苑譃閃AN(Wide Area Network,廣域網(wǎng))和LAN(Local Area Network,局域網(wǎng))。
將有業(yè)務往來的計算機連在一起便組成了私有網(wǎng)絡,將多個私有網(wǎng)絡連接一起就成了為公眾使用的互聯(lián)網(wǎng)。
隨著互聯(lián)網(wǎng)爆發(fā)性地發(fā)展與普及,信息網(wǎng)絡如同我們身邊的空氣,觸手可及。但是在以前,對一般人來說使用一臺計算機都不是那么容易的事情。
計算機與網(wǎng)絡大致可以分為7個階段:
互聯(lián)網(wǎng)是由許多獨立發(fā)展的網(wǎng)絡通信技術融合而成。能夠使它們之間不斷融合并實現(xiàn)統(tǒng)一的正是TCP/IP技術。
那什么是TCP/IP呢?
TCP/IP是通信協(xié)議的統(tǒng)稱。
那什么是協(xié)議呢?
協(xié)議
協(xié)議的必要性
協(xié)議就是計算機與計算機之間通過網(wǎng)絡實現(xiàn)通信事先達成的一種“約定”。這種“約定”使那些由不同廠商的設備、不同的CPU以及不同的操作系統(tǒng)組成的計算機之間，只要遵循相同的協(xié)議就能夠實現(xiàn)通信。反之，如果使用的協(xié)議不同，就無法通信。
計算機與網(wǎng)絡設備要相互通信，雙方就必須基于相同的方法。比如，如何探測到通信目標、由哪一邊先發(fā)起通信、使用哪種語言進行通信、怎樣結束通信等規(guī)則都需要事先確定。不同的硬件、操作系統(tǒng)之間的通信，所有的這一切都需要一種規(guī)則。而我們就把這種規(guī)則稱為協(xié)議(protocol)。
協(xié)議中存在各式各樣的內容。從電纜的規(guī)格到 IP 地址的選定方法、尋找異地用戶的方法、雙方建立通信的順序，以及 Web 頁面顯示需要處理的步驟，等等。
像這樣把與互聯(lián)網(wǎng)相關聯(lián)的協(xié)議集合起來總稱為 TCP/IP。也有說法認為，TCP/IP 是指 TCP 和 IP 這兩種協(xié)議。還有一種說法認為，TCP/ IP 是在 IP 協(xié)議的通信過程中，使用到的協(xié)議族的統(tǒng)稱。
分組交換 是將大數(shù)據(jù)分割為一個個叫做包(Packet)的較小單位進行傳輸?shù)姆椒?。這里所說的包，就如同我們平常在郵局里見到的郵包。分組交換就是將大數(shù)據(jù)分裝為一個個這樣的郵包交給對方。
協(xié)議的標準化
在計算機通信誕生之初,系統(tǒng)化和標準化并未得到足夠的重視。因此不同廠商的設備,由于支持的協(xié)議不同,仍然無法實現(xiàn)正常的通信。
就好比語言交流:
隨著計算機重要性的不斷提高,很多公司開始逐漸意思是兼容性的重要意義。
為了解決上述問題,ISO組織制定了一個國際標準OSI,對通信系統(tǒng)進行標準化。
現(xiàn)在OSI所定義的協(xié)議雖然并沒有得到普及,但是在OSI協(xié)議設計之初作為其指導方針的OSI參考模型卻常被用于網(wǎng)絡協(xié)議的制定當中。
TCP/IP并非是ISO定制的國際標準,而是由IETF所致力與推進標準化作業(yè)的一種協(xié)議?，F(xiàn)在也作為業(yè)界標準,儼然已成為全世界所廣泛應用的通信協(xié)議。
協(xié)議的標準化使得所有遵循標準協(xié)議的設備不再因計算機硬件或操作系統(tǒng)的差異而無法通信。因此,協(xié)議的標準化推動了計算機網(wǎng)絡的普及。
協(xié)議分層
ISO在制定標準化OSI之前,對網(wǎng)絡體系結構相關的問題進行了充分的討論并提出了作為通信協(xié)議涉及指標的OSI參考模型。這一模型將通信協(xié)議中的必要功能分成了7層。
** 為什么要分層呢?**
如果互聯(lián)網(wǎng)只由一個協(xié)議統(tǒng)籌，某個地方需要改變設計時，就必須把所有部分整體替換掉。而分層之后只需把變動的層替換掉即可。把各層之間的接口部分規(guī)劃好之后，每個層次內部的設計就能夠自由改動了。
值得一提的是，層次化之后，設計也變得相對簡單了。處于應用層上的應用可以只考慮分派給自己的任務，而不需要弄清對方在地球上哪個地方、對方的傳輸路線是怎樣的、是否能確保傳輸送達等問題。
協(xié)議分層就如同計算機軟件中的模塊化開發(fā)
OSI參考模型中每個層的作用：
1.物理層(Physical Layer)
物理層位于 OSI 參考模型的最低層,它直接面向原始比特流的傳輸。為了實現(xiàn)原始比特流的物理傳輸,物理層必須解決好包括傳輸介質、信道類型、數(shù)據(jù)與信號之間的轉換、信號傳輸中的衰減和噪聲等在內的一系列問題。另外,物理層標準要給出關于物理接口的機械、 電氣、功能和規(guī)程特性,以便于不同的制造廠家既能夠根據(jù)公認的標準各自獨立地制造設備,又能使各個廠家的產(chǎn)品能夠相互兼容。
2.數(shù)據(jù)鏈路層(Data Link Layer)
在物理層發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的過程中,會出現(xiàn)一些物理層自己不能解決的問題。例如, 當兩個節(jié)點同時試圖在一條線路上發(fā)送數(shù)據(jù)時該如何處理?節(jié)點如何知道它所接收的數(shù)據(jù) 是否正確?如果噪聲改變了一個分組的目標地址,節(jié)點如何察覺它丟失了本應收到的分組呢?這些都是數(shù)據(jù)鏈路層所必須負責的工作。
數(shù)據(jù)鏈路層涉及相鄰節(jié)點之間的可靠數(shù)據(jù)傳輸,數(shù)據(jù)鏈路層通過加強物理層傳輸原始比特的功能,使之對網(wǎng)絡層表現(xiàn)為一條無錯線路。為了能夠實現(xiàn)相鄰節(jié)點之間無差錯的數(shù)據(jù)傳送,數(shù)據(jù)鏈路層在數(shù)據(jù)傳輸過程中提供了確認、差錯控制和流量控制等機制。
3.網(wǎng)絡層(Network Layer)
網(wǎng)絡中的兩臺計算機進行通信時,中間可能要經(jīng)過許多中間結點甚至不同的通信子網(wǎng)。 網(wǎng)絡層的任務就是在通信子網(wǎng)中選擇一條合適的路徑,使發(fā)送端傳輸層所傳下來的數(shù)據(jù)能 夠通過所選擇的路徑到達目的端。
為了實現(xiàn)路徑選擇,網(wǎng)絡層必須使用尋址方案來確定存在哪些網(wǎng)絡以及設備在這些網(wǎng)絡中所處的位置,不同網(wǎng)絡層協(xié)議所采用的尋址方案是不同的。在確定了目標結點的位置后, 網(wǎng)絡層還要負責引導數(shù)據(jù)包正確地通過網(wǎng)絡,找到通過網(wǎng)絡的最優(yōu)路徑,即路由選擇。如果子網(wǎng)中同時出現(xiàn)過多的分組,它們將相互阻塞通路并可能形成網(wǎng)絡瓶頸,所以網(wǎng)絡層還需要提供擁塞控制機制以避免此類現(xiàn)象的出現(xiàn)。另外,網(wǎng)絡層還要解決異構網(wǎng)絡互連問題。
4.傳輸層(Transport Layer)
傳輸層是 OSI 七層模型中唯一負責端到端節(jié)點間數(shù)據(jù)傳輸和控制功能的層。傳輸層是 OSI 七層模型中承上啟下的層,它下面的三層主要面向網(wǎng)絡通信,以確保信息被準確有效地傳輸;它上面的三個層次則面向用戶主機,為用戶提供各種服務。
傳輸層通過彌補網(wǎng)絡層服務質量的不足,為會話層提供端到端的可靠數(shù)據(jù)傳輸服務。它為會話層屏蔽了傳輸層以下的數(shù)據(jù)通信的細節(jié),使會話層不會受到下三層技術變化的影響。但同時,它又依靠下面的三個層次控制實際的網(wǎng)絡通信操作,來完成數(shù)據(jù)從源到目標的傳輸。傳輸層為了向會話層提供可靠的端到端傳輸服務,也使用了差錯控制和流量控制等機制。
5.會話層(Session Layer)
會話層的功能是在兩個節(jié)點間建立、維護和釋放面向用戶的連接。它是在傳輸連接的基礎上建立會話連接,并進行數(shù)據(jù)交換管理,允許數(shù)據(jù)進行單工、半雙工和全雙工的傳送。會話層提供了令牌管理和同步兩種服務功能。
6.表示層(Presentation Layer)
表示層以下的各層只關心可靠的數(shù)據(jù)傳輸,而表示層關心的是所傳輸數(shù)據(jù)的語法和語義。它主要涉及處理在兩個通信系統(tǒng)之間所交換信息的表示方式,包括數(shù)據(jù)格式變換、數(shù)據(jù)加密與解密、數(shù)據(jù)壓縮與恢復等功能。
7.應用層(Application Layer)
應用層是 OSI 參考模型的最高層,負責為用戶的應用程序提供網(wǎng)絡服務。與 OSI 其他層不同的是,它不為任何其他 OSI 層提供服務,而只是為 OSI 模型以外的應用程序提供服務。包括為相互通信的應用程序或進行之間建立連接、進行同步,建立關于錯誤糾正和控 制數(shù)據(jù)完整性過程的協(xié)商等。應用層還包含大量的應用協(xié)議,如分布式數(shù)據(jù)庫的訪問、文件的交換、電子郵件、虛擬終端等。
許多通信協(xié)議,都對應了OSI參考模型7個分層中的某層。通過這一點,可以大致了解該協(xié)議在整個通信功能中的位置和作用。