通信与网络

1.概述

PS:网络和网络是通过路由器连接起来的

PS:网络从工作方式上分为2大块:

1.边缘部分(用户直接使用的)用来进行通信(传送数据、音频视频)资源共享

PS:PC_A的某个进程和PC_B的某个进程通信,简称计算机的通信。

    1.1  C/s

    1.2 P2p 不区分客户端和服务器, 手机快播

2.核心部分:让每一台计算机都能通信

(大量的网络和连接网络的路由器组成)

PS:路由器的功能是实现分组交换 构件,任务是转发收到的分组分组又被称为包(包头(首部)和数据),“包头”的首部放着地址和源地址信息

路由器收到一个分组通常会存储一下,查找一下转发表。然后找个合适的接口转发出去。

PS:通常我们把要发送整块数据称为报文

1.产生OSI标准,但是没有采用;后来最后使用了TCP/IP
OSI封装了七层标准,不怎么用;
  TCP/IP有封装了四层标准(应(用层)运(输层)网(际层)网(络接口层));
 TCP/IP是一个两头大,中间小的协议
协议有两种形式:一种是让人来阅读理解的;另一种让计算机能理解的
PS:应用层任务:通过应用进程间的交互来完成特定网络应用。如HTTP,SMTP,FTP
PS:运输层:两个主机中进程之间通信提供的数据传输服务。TCP,UDP
PS:网络层:分组交换网上的不同主机通信服务;两一个任务就是选择合适的路由
(IP数据报,数据报,分组和包都是一个东西)
PS:数据链路程:把网络层传下来的IP数据报组成  帧,在两个相邻节点上传送的就是帧(包括数据和控制信息(地址信息、差错控制、同步控制))。
PS:物理层:在物理层传输的单位是byte;也就是0
Tcp/IP通常指的是一组协议

2.物理层

第二章 物理层:考虑的是怎样连接各个计算机传输数据流

PS:物流层的作用就是屏蔽到传输媒体和通信手段的差异;任务就是确定与传输媒体接口的一些特性;
PS:通信的的目的是为了传输消息;数据是传送消息的实体;信号是数据的电气和电磁表现(数字信号和模拟信号两大类)
------------------------------信道def:我的理解信息的通道----------------
PS:信道表示向某一个方向传送信息的媒体(也就是电线),因此一条通信线路往往包含一条发送信道和一条接收信道;
从信道的交互方式来看,分为三种:
    1.单工(单项通信):广播电视
    2.半双工(双向交替通信)通信双方不能同时发送和同时接收数据。  对讲机
    3.双向通信(全双工)       普通的电话
PS:来自信源的信号都称为 基带信号(文字、图片都能等),基带信号一般低频成分多,所以需要调制
调制分为:
     1.基带调制:改变他的波形
     2.带通调制:调幅(AM)、调频(FM)、调相(PM)  
                          
PS:信道传输都是有极限容量的
1.奈奎斯特告诉我们:信息传输的速度超过上线的,就会出现严重的信号串扰
2.香浓定理:要提高信噪比(信号平均功率/噪声的平均功率),信噪比越大,传输速度越高;
---**********************物理层下面的传输媒体*******************************
PS:传输媒体也就是电线(简单的讲);分为
导引型:就是电磁波沿着固体(铜线或者光纤传播)
    1.双绞线:因为双绞线能降低电磁干扰;但是传输距离只有几到十几公里(电话线)
    2.同轴电缆:有限电视的的线
    3.光缆:现在互联网的主要传输对象
非引导型:就是无线传播
传统微波通信非为两种:
     1.地面微波接力通信:就是信号塔,接力
     2.卫星通信:就是用卫星作为中继器进行通信
**************************信道的复用技术*****************************
都是共享信道的技术   在发送端:加一个复用器        在接收端使用分用器。
     1.时分复用(不同时间占用相同频带)
     2.频分复用(分不同的频带复用网络)
     3.波分复用(光纤载波)
     4.码分复用CDM;         码分多址CDMA
*************************数字传输系统**************************************
PS:统一传输的标准
*************************宽带接入技术****************************************
1.ADSL(非对称数字用户线):是用数字技术对现有的模拟电话用户线进行改造,非对称就是指 一般用户都是下载多,上传少
PS:企业一般用Dsl,对称的
2.HFC网(光纤同轴混合网):主要用来民用宽带接入网
3.FTTx技术:光纤到............
PS:对用户来说,仅仅是光纤到大楼
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 3.数据链路层

第三章 数据链路层

PS:数据链路层主要有点对点信道(一对一)和广播信道(多对一)
PS:PPPoE是为宽带上网主句使用的链路层协议

3.1使用点对点协议的数据链路层

/*********************3.1.1点对点信道的数据链路层*****************************
PS:A电脑--路由器--B电脑
链路:就是从一个节点到相邻节点的一段物理线路(有线或者无线)。 
数据链路:和链路 不一样,  因为除了有一条物理线路外,还必须有必要的通信协议来控制数据的 传输。最常用的就是网络适配器实现这些协议。
   还有人把链路分成:物理和逻辑链路。物理链路就是链路,逻辑链路就是数据链路。
PS:因为  点对点的数据链路层 的协议数据单元是---;网络层的协议数据单元IP数据包(简称包);网络层把 给数据链路层 封装成 帧,帧再到物理层转换成 byte
 
/********************  3..12三个基本问题************************************/
封装性:在每一 都封装 帧开始和帧结束
透明传输:数据对 数据链路层是透明的,不管输入怎样的数据(字符还是字节)都能封装成
差错检测:检测数据 是不是正确的 传输。
/********************************************************/

3.2点对点协议PPP

点对点协议PPP目前是使用最广泛的数据链路层协议
/*****************3.2.1PPP协议的特点**********************/
PPP协议就是用户电脑和ISP(通信公司)进行通信时使用的协议。

3.3 使用广播信道的数据链路层

PS:局域网的数据链路层比较丰富,不代表他与数据链路层有关
/****************************3.3.1局域网的数据链路层*******************/
PS:广播信道可以进行一对多通信;局域网使用的就是广播信道
PS:以太网已经取代局域网了;局域网的工作层次已经跨越了数据链路层和物理层
PS:局域网把数据链路层分成了逻辑链路控制(LLC)和MAC;后来LLC淘汰了;
PS:适配器就是网卡,适配器上装有处理器和存储器;
   计算机的硬件地址是适配器 ROM中;软件地址----IP地址,在计算机的存储器中;
*-----*********************3.3.2CSMA/CD**********************
PS:就是开会排队发言的协议...

4.网络层

4.1网络层提供的两种服务

/******************************************************
1.虚电路服务
2.数据报服务

PS: 虚电路服务,就是在网络通信时和电话一样先建立通信路径

      数据报服务,就是网络通信时只管传送信息是没有方向的,现在使用的这个

/************************4.2 网际协议 IP***********************************
IP配套的还有三个协议:
1.地址解析协议ARP
2.网际控制报文协议ICMP
3.网际组管理协议IGMP
/***/*********************4.2.1虚拟互联网路
PS:就是想象着网络是链接好的

 

 

*************************4.2.2分类IP
PS:          IP地址是整个因特网范围内唯一的。分成A/B/CD(单播)/E(多播)

/*************************4.2.3 IP地址和硬件地址
PS:物理层和数据链路层使用的是物理地址(MAC地址);网络层以上使用的是软件IP地址,是一种逻辑地址
Ps:PC_APC_B经过了若干的路由器,但是他们走的比如是ip_aip_b,但是实际上在数据链路上走的mac地址,最后到了PC_B,只不过我们看不见。

/*************************4.2.4地址解析协议**************
PS:ARP就是从网络层的ip地址解析出mac地址;    每台机器上都有一个ip数据mac地址的映射表
如果PC1PC2在同一个局域网内,每一个机器都有ARP的高速缓冲,会自动跟新地址
如果PC1PC2不在同一个局域网内,然后通过路由器一个一个转发发送信息。
**************************4.2.5  IP数据包的格式*********
 
 
**************************4.3划分子网和构造超网*********
PS: 划分子网是为了解决IP资源稀缺的问题
 
PS:子网掩码是 一个网络 或者一个 子网一个重要的属性。
PS:比如学校就是一个ip,学校又构造出来子网;每次数据来的时候,通过路由器,查看子网掩码(225.255.255.0),找到子网中的机器
 

/************************4.4网际控制报文协议ICMP******
PSICMP允许主机或路由器报告差错情况和提供有关异常的报告;

PS_Example:一个很重要例子就是  ping 网络;
/************************4.5 互联网的路由选择协议*************
AS:(自治系统)就是在定义在单一技术管理下的一组路由器;
路由器选择协议分为两大类:
1.IGP(内部网关协议):他又分为RIP(小型网络)和OSPF(大型网络)
2.EGP(外部网关协议):BGP4
*************************4.6  IP多播*****************
 

*************************4.7VPN虚拟专用网和NAT网络地址转换器
PS:专用地址,只能用来内部通信,不能用于因特网的主机通信.

PS:NAT:专用网内部一些主机已经分配了本地ip(就是可能上不去网),但是又想和互联网上的主机通信。使用NAT.
 

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运输层 

PS:运输层向它上面的应用层提供通信服务;
PS:两个主机进行通信就是两个主机中的 应用进程互相通信;
*********************5.1.2运用层的两个主要的协议
TCP传输控制协议:是提供面向连接的服务,在传送数据前必须建立链接,数据传送结束后会释放链接
特点:1.可靠2.全双工3.面向字节流
 UDP用户数据包协议:传送数据前不需要建立链接,收到报文后也不会确认信息,面向报文
它不保证可靠的交付
 
*********************5.1.3运输层的端口*******************
PS: 端口是  各种协议进程与 运输实体 进行层间交互的一种地址,他的作用是为了标识计算机 应用层 中各个进程在和运输层交互时的 层间接口(就是到达目标主机以后,通过端口进入进程)。
1.端口号只有本地意义
PS:运输层的端口号分为两大类:
1.服务器端端口号     0---1023
2.客户端端口号       49152---65535
*********************5.3.2   TCP的连接******************
PS:TCP把连接作为最基本的抽象,他有两个断点
1.每一个TCP链接有两个端点。TCP连接到的端点叫做 套接字(socket);他等于=ip:端口;所以TCP的连接可以表示为
{socket1socket} = {ip:端口,ip:端口}
 
------------------------5.4可靠传输的工作原理**************************
1.TCP下面提供的是不可靠的传输,所以TCP必须采取适当的措施才能使得两个运输层之间的通讯变得可靠。
2.停止等待协议;超时重传协议
 

 

/****************5.5 TCP报文端的首部格式
PS:TCP虽然是面向字节流的,但是她传送的数据单元是  报文段....
 
 
/****************5.6 TCP运输连接管理
PS:运输连接是用来 传送 TCP的报文;运输连接分成三个阶段:连接建立、数据传送和连接释放;
1.TCP连接建立过程 称作 三次握手;

 

2.TCP连接释放采用四次握手制

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6.应用层

PS:应用层协议是为了解决 某一类 问题;
1.应用层协议都是基于 客户-服务器 方式;

6.1 域名系统DNS

PS:他就是把机器的名字 转成  ip 地址;人们把运行 域名服务器的程序 称为域名服务器;

6.2 文件传输协议

PS:FTP主要功能就是 减少和消除 不同操作系统下 文件的不兼容性。+

6.3 远程终端协议 Telenet

PS:它可以通过TCP远程登录 远地的另一台主机上;也可以将 远地主机输出的TCP连接返回到用户屏幕。

6.4 万维网WWW

PS:工作模式:客户--服务器
1.客户发出请求-----》服务器回给页面;使用URL来定位资源位置和访问资源的方法HTTP是传输协议,传输语言HTML,
-------------------**********************万维网检索系统
PS:搜索引擎分为:
全文检索:谷歌、百度
分类检索:雅虎
**************************
PS:博客是一本书、微博像一份报纸、轻博客像一本杂志;

6.5 电子邮件

PS:SMTP邮件发送协议;POP3,IMAP(国际协议)邮件接收协议;
PS:MIME邮件扩充:很久以前,只能发送7为的asicc码,这个MIME对邮件内容进行了填充;

6.6 DHCP 动态主机配置协议

PS:他是一种 即插即用的 联网方式;

6.7 简单的网络管理协议 SNMP

PS:主要解决网络管理的问题(校园机房的管理0)

6.8 应用跨进程的网络通信

PS:套接字 应用进程和运输层 协议之间的接口,是应用进程为了网络通信服务而与 操作系统进行交互时的 一种机制;
6.9 P2P
 
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7. 网络安全
/*********************1.网络安全概述*******************
PS:计算机网络上的威胁分为:
1.主动攻击(截获)
2.被动攻击(中断、篡改和伪造)
/*********************7.2两类密码体制
1.对称密码体制,加密密钥和解密密钥是相同的;(如果DES,IDES);
2.公钥密码体制,使用不同的加密密钥和解密密钥;
/*********************7.3数字签名
1.数字签名保证实现三个功能:报文鉴别、报文的完整性和不可否认的特点
/*********************7.4鉴别
鉴别是验证 通信的对方是自己要通信的对象,不是冒充者;又分为:
1.报文鉴别:目前广泛使用的是MD5
2.实体鉴别:
/********************7.7防火墙与入侵检测
PS:防火墙是一种特殊编程的路由器;安装在一个网点与网络的其余部分之间;防火墙外面的是不可信的网络,防火墙内部是可信的网络;
 
8. 因特网上的音频、视频服务
 
PS:目前因特网提供的 音频/视频 服务有三种类型:
1.流式存储音频/视频,用户根据因特网边下载,边播放
2.流式实况音频/视频,边录制边发送,接收时能够连续播放;
3.交互视频/音频,因特网电话或因特网电视会议;
*************************8.2流式存储音频/视频
PS:流媒体 特点 边下载边播放,但是不能存储在硬盘上成为用户文件;
RTSP:是为了给流式过程增加更多的功能而设计的协议;又被称为“因特网录像机遥控器”;
**************************8.3交互音频、视频
PS:狭义的IP电话指的是在IP网络上打电话;广义的IP电话则不仅是电话通信,而且还可以在IP网络上进行交互式多媒体实时通信(QQ);
 
 
 
9. 无线网络和移动网络
************************9.1无线局域网WLAN(Wireless Local Area Network)************************
PS:无线局域网分为两大类:第一类有固定基础设施;第二类无固定基础设施;
PS:无线局域网的标准是IEEE的802.11系列;使用这个系列的局域网叫做Wi-Fi;
 
10.下一代因特网
PS:IPV6是用来解决网络地址不够用的问题的
PS:目前P2p工作方式下的文件共享在因特网流量中占据最大的份额,比万维网应用所占的比例大得多。
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