一、計算機網絡概述
概念組成和功能：利用通信設備和線路將地理位置不同的，功能獨立的多個計算機系統互連起來，以功能完善的網絡軟件（網絡通信協議 信息交換方式 網絡操作系統）實現網絡中資源共享和信息傳遞的系統。
數據處理和資源共享是兩大基本功能。
邏輯功能分為資源子網和通信子網：
- 資源子網：負責數據處理的主計算機與終端
- 通信子網：負責數據通信處理的通信控制處理機與通信線路
資源子網的概念
- 資源子網的組成：
主機 終端 終端控制器 外設 軟件資源 信息資源
- 主機：
大型機 中型機 小型機 工作站或微機
- 終端：
用戶訪問網絡的界面；終端可以是簡單的輸出終端，帶有微處理機的智能終端；終端通過主機煉乳網內，也可以用過通信控制處理劑連入網內
通信子網的概念：
- 早期的ARPA net中承擔通信控制處理機功能的設備是接口報文處理機IMP，也就是現在廣泛使用的路由器
- 路由器將主機和終端連入網內
- 路由器完成分組接收、校驗 存儲 轉發功能
- 交換機
Internet網絡結構：
通過校園網。企業網或ISP聯入地區主干王，地區豬肝網通過國家主干網聯入國家間的高速主干網，這樣就形成一種由路由器互連的大型。層次結構的國際網的Internet網絡結構。
計算機網絡的分類
- 網絡分布范圍分類：
廣域網 城域網 局域網 個人區域網
- 使用者分類：
公用網 專用網
- 交換方式分類：
電路交換 報文交換 分組交換
- 拓撲結構分類：
星形 總線 環形 樹形 網形
計算機網絡的標准化工作及相關組織
- 標准化的重要性：
- 實現不同廠商的硬軟件之間的互連，必須遵從統一的標准
- 標准的分類：
- 法定標准：權威機構指定的正式的合法的標准：OSI
- 事實標准：某些公司的產品在競爭中占據了主流，時間長了這些就成了標准 TCP/IP
ITU-T：國際電信聯盟電信委員會
ISO：國際標准化組織
IEEE：美國電子 電器學工程師學會 IEEE802系列局域網標准
IETF：Internet工程任務組 RFC
二、計算機網絡體系結構
- 體系結構：計算機網絡各層次及其協議的集合
- 層次結構以垂直分層模型來表示
除了在物理媒體上進行的是實通信之外，其余各對等實體間進行的都是虛通信，對等層的虛通信必須遵循該層的協議。
層次結構划分的原則：
- 每層的功能應是明確的，並且是相互獨立的，當每一層的具體實現方法更新時，只要保持上下層的接口不變，變不會對鄰居產生影響
- 層間接口必須清晰，跨越接口的信息應盡可能少
- 層數應適中，若層數太小，則造成協議太復雜，若層數太小，則體系結構過於復雜，使描述和實現各層功能變得困難。
三、計算機網絡協議、接口、服務
1、協議
網絡協議是為網絡數據交換而制定的規則、約定與標准。
網絡協議的三要素：語義、語法、時序
語義：用於解釋比特流的每一部分的意義
語法：語法是用戶數據與控制信息的結構與格式，以及數據出現的順序的意義
時序：事件實現順序的詳細說明
2、接口（服務訪問點）
- 接口是同一節點內相鄰層之間交換的連接點
- 同一個結點的相鄰層之間存在着相同規定的接口，底層向高層通過接口提供服務
- 只要接口條件不變，底層功能不變，底層功能的具體實現方法與技術的變化不會影響整個系統的工作
3、服務
為保證上層對等提之間能相互通信。下層向上層提供的功能。
4、網絡體系結構的特點
- 以功能作為划分層次的基礎
- 第n層實體在實現自身定義的 只能使用第n-1層提供的服務
- 第n層在向第n+1層提供服務時，此服務不僅包含第n層本身的功能，還包含由下層服務提供的功能
- 僅在相鄰層間有接口，且所提供的服務的具體實現細節對上一層完全屏蔽。
概念理解：
- 網絡協議是按層次結構來組織的
- 網絡層次結構模型與各層協議的集合稱為網絡體系結構
- 網絡體系結構對計算機網絡應該實現的功能進行了精確的定義
- 體系結構是抽象的，而實現是指能夠運行的一些硬件和軟件
四、ISO/OSI參考模型和TCP/IP模型
1、ISO/OSI參考模型
| 面向信息處理 | 應用層 | 用戶功能 |
| 表示層 | ||
| 會話層 | ||
| 面向數據通信 | 傳輸層 | |
| 網絡層 | 網絡功能 | |
| 數據鏈路層 | ||
| 物理層 |
OSI參考模型各層的功能：
物理層的主要功能：
- 利用傳輸介質為通信的網絡結點之間建立。管理和釋放物理連接
- 實現比特流的透明傳輸，為數據鏈路層提供數據傳輸服務
- 物理層的數據傳輸單元是比特
數據鏈路層的主要功能：
- 在物理層提供的服務基礎上，數據鏈路層在通信的實體間建立數據鏈路連接
- 傳輸以幀為單位的數據包
- 采用差錯控制與流量控制方法，使有差錯的物理線路變成無差錯的數據鏈路
網絡層的主要功能：
- 通過路由選擇算法為分組通過通信子網選擇最適當的路徑
- 為數據在結點之間傳輸創建邏輯鏈路
- 實現擁塞控制，網絡互連等功能
傳輸層的主要功能：
- 向用戶提供端到端服務
- 處理數據包錯誤。數據包次序以及其他一些關鍵傳輸問題
- 傳輸層向高層屏蔽了下層數據通信的細節，是計算機通信體系中最關鍵的一層。
會話層的主要功能：
- 負責維護兩個節點之間的傳輸鏈接，以確保點到點傳輸不中斷
- 管理數據交換
表示層的主要功能：
- 用戶處理在兩個通信系統中交換信息的表示方式
- 數據格式變換
- 數據加密與解密
- 數據壓縮與恢復
應用層的主要功能：
- 為應用程序提供網絡服務
- 識別並保證通信對方的可用性，是的協同工作的應用程序之間的同步
- 建立傳輸錯誤糾正與保證數據完整性的控制機制
TCP/IP模型：
特點：
獨立於計算機硬件和操作系統
獨立於特點的網絡硬件，統一的網絡地址分配方案，使得整個TCP/IP設備在網中都具有唯一的地址
1、網絡接口層
參考模型的最底層。負責通過網絡發送和接收IP數據報
充分體現兼容性和適應性
2、網絡層
相當於OSI參考模型網絡層無連接網絡服務
處理互連的路由選擇、流控和擁塞問題
IP協議是無連接的，提供盡力而為服務的網絡層協議
3、傳輸層
在互聯網中源主機與目的主機的對等實體間建立用於會話的端到端連接
傳輸控制協議TCP是一種可靠的面向連接協議
用戶數據報協議UDP是一種不可靠的無連接協議
4、應用層
主用協議有:遠程登錄協議 Telnet
文件傳輸協議 FTP 簡單郵件傳輸協議 SMTP
域名系統 DNS
簡單網絡管理協議 SNMP
超文本傳輸協議HTTP
tip:自下而上第一個提供端到端的服務層是傳輸層 自上而下是應用層
TCP/IP參考模型網絡層提供的是無連接不可靠的數據報服務
TCP/IP體系結構中，直接為ICMP提供服務的協議是IP
通過POP3協議接收郵件時使用的傳輸層服務類型是有連接可靠的數據傳輸服務（郵件要求可靠性）
重點：層次的功能