計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識(shí)

[TOC]

什么是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)

• 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是通過(guò)電線运敢，光纖或光學(xué)鏈路彼此連接的一組計(jì)算機(jī)拄查，使得各種設(shè)備可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)彼此交互躺彬。
• 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的目標(biāo)是在各種設(shè)備之間共享資源咕痛。
• 在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的情況下簿姨，有幾種類(lèi)型的網(wǎng)絡(luò)距误，從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的級(jí)別。

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)組件

image

網(wǎng)卡（network interface controller，NIC）

NIC是一種幫助計(jì)算機(jī)與其他設(shè)備通信的設(shè)備准潭。網(wǎng)絡(luò)接口卡包含硬件地址攘乒，數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議使用此地址來(lái)識(shí)別網(wǎng)絡(luò)上的系統(tǒng)，以便將數(shù)據(jù)傳輸?shù)秸_的目的地惋鹅。

NIC有兩種類(lèi)型：無(wú)線NIC和有線NIC则酝。

• 無(wú)線網(wǎng)卡：所有現(xiàn)代筆記本電腦都使用無(wú)線網(wǎng)卡。在無(wú)線NIC中闰集，使用采用無(wú)線電波技術(shù)的天線進(jìn)行連接沽讹。
• 有線NIC：電纜使用有線NIC通過(guò)介質(zhì)傳輸數(shù)據(jù)。

集線器（Hub）

集線器是將網(wǎng)絡(luò)連接分成多個(gè)設(shè)備的中央設(shè)備武鲁。當(dāng)計(jì)算機(jī)從計(jì)算機(jī)請(qǐng)求信息時(shí)爽雄，它會(huì)將請(qǐng)求發(fā)送到集線器。Hub將此請(qǐng)求分發(fā)給所有互連的計(jì)算機(jī)沐鼠。

開(kāi)關(guān)（Switch）

Switch是一種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備挚瘟，它通過(guò)網(wǎng)絡(luò)對(duì)所有設(shè)備進(jìn)行分組，以將數(shù)據(jù)傳輸?shù)搅硪慌_(tái)設(shè)備饲梭。交換機(jī)優(yōu)于Hub乘盖，因?yàn)樗煌ㄟ^(guò)網(wǎng)絡(luò)廣播消息，即它將消息發(fā)送到它所屬的設(shè)備憔涉。因此订框，我們可以說(shuō)交換機(jī)直接從源發(fā)送消息到目的地。

電纜和連接器

電纜是傳輸通信信號(hào)的傳輸介質(zhì)兜叨。有三種類(lèi)型的電纜：

• 雙絞線：它是一種高速電纜穿扳，可傳輸超過(guò)1Gbps或更高的數(shù)據(jù)。
• 同軸電纜：同軸電纜類(lèi)似于電視安裝電纜国旷。同軸電纜比雙絞線電纜更昂貴矛物，但它提供了高數(shù)據(jù)傳輸速度。
• 光纖電纜：光纖電纜是一種使用光束傳輸數(shù)據(jù)的高速電纜跪但。與其他電纜相比履羞，它提供了高數(shù)據(jù)傳輸速度。與其他電纜相比特漩，它更昂貴吧雹，因此它安裝在政府層面。

路由器（Routers）

路由器是將LAN連接到Internet的設(shè)備涂身。路由器主要用于連接不同的網(wǎng)絡(luò)或?qū)⒒ヂ?lián)網(wǎng)連接到多臺(tái)計(jì)算機(jī)雄卷。

調(diào)制解調(diào)器（Modem）

調(diào)制解調(diào)器通過(guò)現(xiàn)有電話線將計(jì)算機(jī)連接到互聯(lián)網(wǎng)。調(diào)制解調(diào)器未與計(jì)算機(jī)主板集成蛤售。調(diào)制解調(diào)器是主板上PC插槽的獨(dú)立部分丁鹉。

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)被定義為數(shù)據(jù)傳輸?shù)能浖侍叮布瑓f(xié)議和媒體的物理和邏輯設(shè)計(jì)揣钦。我們可以簡(jiǎn)單地說(shuō)出計(jì)算機(jī)的組織方式以及如何將任務(wù)分配給計(jì)算機(jī)雳灾。

使用兩種類(lèi)型的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)：

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

• 點(diǎn)對(duì)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)
• 客戶/服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)

點(diǎn)對(duì)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)

• 對(duì)等網(wǎng)絡(luò)是一種網(wǎng)絡(luò)，其中所有計(jì)算機(jī)都以相同的權(quán)限和職責(zé)鏈接在一起冯凹，以處理數(shù)據(jù)谎亩。
• 點(diǎn)對(duì)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)適用于小型環(huán)境，通常最多10臺(tái)計(jì)算機(jī)宇姚。
• Peer-To-Peer網(wǎng)絡(luò)沒(méi)有專(zhuān)用服務(wù)器匈庭。
• 為每臺(tái)計(jì)算機(jī)分配特殊權(quán)限以共享資源，但如果具有該資源的計(jì)算機(jī)已關(guān)閉浑劳，則可能會(huì)導(dǎo)致問(wèn)題阱持。

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

• 由于它不包含任何專(zhuān)用服務(wù)器，因此成本較低魔熏。
• 如果一臺(tái)計(jì)算機(jī)停止工作衷咽，但其他計(jì)算機(jī)將不會(huì)停止工作。
• 每臺(tái)計(jì)算機(jī)自行管理都很容易設(shè)置和維護(hù)蒜绽。

對(duì)等網(wǎng)絡(luò)的缺點(diǎn)：

• 在Peer-To-Peer網(wǎng)絡(luò)的情況下镶骗，它不包含集中式系統(tǒng)。因此滓窍，由于數(shù)據(jù)在不同位置不同卖词，因此無(wú)法備份數(shù)據(jù)。
• 它有一個(gè)安全問(wèn)題吏夯，因?yàn)樵O(shè)備是自己管理的。

客戶/服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)

• 客戶端/服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)是為稱為客戶端的最終用戶設(shè)計(jì)的網(wǎng)絡(luò)模型即横，用于從稱為服務(wù)器的中央計(jì)算機(jī)訪問(wèn)諸如歌曲噪生，視頻等資源。
• 中央控制器稱為服務(wù)器东囚，而網(wǎng)絡(luò)中的所有其他計(jì)算機(jī)稱為客戶端跺嗽。
• 服務(wù)器執(zhí)行所有主要操作，例如安全性和網(wǎng)絡(luò)管理页藻。
• 服務(wù)器負(fù)責(zé)管理所有資源桨嫁，如文件，目錄份帐，打印機(jī)等璃吧。
• 所有客戶端都通過(guò)服務(wù)器相互通信。例如废境，如果client1想要向客戶端2發(fā)送一些數(shù)據(jù)畜挨，那么它首先將請(qǐng)求發(fā)送到服務(wù)器以獲得許可筒繁。服務(wù)器將響應(yīng)發(fā)送到客戶端1以發(fā)起其與客戶端2的通信。

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

• 客戶端/服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)包含集中式系統(tǒng)巴元。因此毡咏，我們可以輕松備份數(shù)據(jù)。
• 客戶端/服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)具有專(zhuān)用服務(wù)器逮刨，可提高整個(gè)系統(tǒng)的整體性能呕缭。
• 客戶端/服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)中的安全性更好，因?yàn)閱蝹€(gè)服務(wù)器管理共享資源修己。
• 它還提高了共享資源的速度恢总。

客戶/服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)的缺點(diǎn)：

• 客戶端/服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)很昂貴，因?yàn)樗枰哂写髢?nèi)存的服務(wù)器箩退。
• 服務(wù)器具有網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)（NOS）以向客戶端提供資源离熏，但NOS的成本非常高。
• 它需要專(zhuān)門(mén)的網(wǎng)絡(luò)管理員來(lái)管理所有資源戴涝。

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)類(lèi)型

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是一組彼此鏈接的計(jì)算機(jī)滋戳，使計(jì)算機(jī)能夠與另一臺(tái)計(jì)算機(jī)通信并共享其資源，數(shù)據(jù)和應(yīng)用程序啥刻。

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可以按其大小進(jìn)行分類(lèi)奸鸯。一個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為主要的四種類(lèi)型：

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)類(lèi)型

• LAN（局域網(wǎng)Local Area Network）
• PAN（個(gè)人局域網(wǎng)(Personal Area Network)）
• MAN（大都會(huì)區(qū)域網(wǎng)Metropolitan Area Network）
• WAN（廣域網(wǎng)Wide Area Network）

LAN(局域網(wǎng))

• 局域網(wǎng)是一組在建筑物，辦公室等小區(qū)域內(nèi)相互連接的計(jì)算機(jī)可帽。
• LAN用于通過(guò)雙絞線娄涩，同軸電纜等通信介質(zhì)連接兩臺(tái)或多臺(tái)個(gè)人計(jì)算機(jī)。
• 由于它采用廉價(jià)的硬件（如集線器映跟，網(wǎng)絡(luò)適配器和以太網(wǎng)電纜）構(gòu)建蓄拣，因此成本較低。
• 在局域網(wǎng)中以極快的速率傳輸數(shù)據(jù)努隙。
• 局域網(wǎng)提供更高的安全性球恤。

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)類(lèi)型

PAN（個(gè)人局域網(wǎng)）

• 個(gè)人區(qū)域網(wǎng)絡(luò)是安排在個(gè)人內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)，通常在10米的范圍內(nèi)荸镊。
• 個(gè)人區(qū)域網(wǎng)絡(luò)用于連接個(gè)人使用的計(jì)算機(jī)設(shè)備咽斧，稱為個(gè)人區(qū)域網(wǎng)絡(luò)。
• Thomas Zimmerman是第一位提出個(gè)人區(qū)域網(wǎng)絡(luò)概念的研究科學(xué)家躬存。
• 個(gè)人區(qū)域網(wǎng)占地30英尺张惹。
• 用于開(kāi)發(fā)個(gè)人區(qū)域網(wǎng)絡(luò)的個(gè)人計(jì)算機(jī)設(shè)備是筆記本電腦，移動(dòng)電話岭洲，媒體播放器和播放站宛逗。

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)類(lèi)型

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)類(lèi)型

無(wú)線個(gè)域網(wǎng)：無(wú)線個(gè)域網(wǎng)是通過(guò)簡(jiǎn)單地使用WiFi，藍(lán)牙等無(wú)線技術(shù)開(kāi)發(fā)的钦椭。這是一個(gè)低端網(wǎng)絡(luò)拧额。

有線個(gè)人局域網(wǎng)：使用USB創(chuàng)建有線個(gè)人局域網(wǎng)碑诉。

個(gè)人區(qū)域網(wǎng)絡(luò)的例子：

• 身體區(qū)域網(wǎng)絡(luò)：身體區(qū)域網(wǎng)絡(luò)是與人一起移動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)。例如侥锦，移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)隨人移動(dòng)进栽。假設(shè)一個(gè)人建立網(wǎng)絡(luò)連接，然后與另一個(gè)設(shè)備建立連接以共享信息恭垦。
• 離線網(wǎng)絡(luò)：可以在家庭內(nèi)部創(chuàng)建離線網(wǎng)絡(luò)快毛，因此它也稱為家庭網(wǎng)絡(luò)。家庭網(wǎng)絡(luò)旨在集成打印機(jī)番挺，計(jì)算機(jī)唠帝，電視等設(shè)備，但它們未連接到互聯(lián)網(wǎng)玄柏。
• 小型家庭辦公室：它用于使用VPN將各種設(shè)備連接到互聯(lián)網(wǎng)和企業(yè)網(wǎng)絡(luò)

MAN（大都會(huì)區(qū)域網(wǎng)）

• 城域網(wǎng)是通過(guò)互連不同的LAN以形成更大的網(wǎng)絡(luò)來(lái)覆蓋更大的地理區(qū)域的網(wǎng)絡(luò)襟衰。
• 政府機(jī)構(gòu)使用MAN連接公民和私營(yíng)企業(yè)。
• 在MAN中粪摘，各種LAN通過(guò)電話交換線相互連接瀑晒。
• MAN中使用最廣泛的協(xié)議是RS-232，幀中繼徘意，ATM苔悦，ISDN，OC-3椎咧，ADSL等玖详。
• 它的范圍比局域網(wǎng)（LAN）高。

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)類(lèi)型

• MAN用于城市中的銀行之間的通信勤讽。
• 它可以在航空公司預(yù)訂中使用蟋座。
• 它可以在城市的大學(xué)里使用。
• 它也可以用于軍隊(duì)通信脚牍。

WAN（廣域網(wǎng)）

• 廣域網(wǎng)是一種擴(kuò)展到諸如州或國(guó)家等廣大地理區(qū)域的網(wǎng)絡(luò)蜈七。
• 廣域網(wǎng)是比LAN大得多的網(wǎng)絡(luò)。
• 廣域網(wǎng)不限于單個(gè)位置莫矗，而是通過(guò)電話線，光纖電纜或衛(wèi)星鏈路跨越大的地理區(qū)域砂缩。
• 互聯(lián)網(wǎng)是世界上最大的廣域網(wǎng)之一作谚。
• 廣域網(wǎng)廣泛應(yīng)用于商業(yè)，政府和教育領(lǐng)域庵芭。

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)類(lèi)型

• 移動(dòng)寬帶： 4G網(wǎng)絡(luò)廣泛用于整個(gè)地區(qū)或國(guó)家妹懒。
• 最后一英里：一家電信公司通過(guò)將家庭與光纖連接起來(lái)，為數(shù)百個(gè)城市的客戶提供互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)双吆。
• 專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)：銀行提供連接44個(gè)辦事處的專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)眨唬。該網(wǎng)絡(luò)使用電信公司提供的電話租用線路会前。

廣域網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)：

以下是廣域網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)：

• 地理區(qū)域：廣域網(wǎng)提供廣闊的地理區(qū)域。假設(shè)我們辦公室的分支機(jī)構(gòu)位于不同的城市匾竿，那么我們可以通過(guò)WAN連接它們瓦宜。互聯(lián)網(wǎng)提供租用線路岭妖，我們可以通過(guò)該線路與另一個(gè)分支機(jī)構(gòu)連接临庇。
• 集中數(shù)據(jù)：在WAN網(wǎng)絡(luò)的情況下，數(shù)據(jù)是集中的昵慌。因此假夺，我們不需要購(gòu)買(mǎi)電子郵件，文件或備份服務(wù)器斋攀。
• 獲取更新的文件：軟件公司在實(shí)時(shí)服務(wù)器上工作已卷。因此，程序員可以在幾秒鐘內(nèi)獲得更新的文件淳蔼。
• 交換消息：在WAN網(wǎng)絡(luò)中侧蘸，消息快速傳輸。Facebook肖方，Whatsapp闺魏，Skype等網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序允許您與朋友進(jìn)行交流。
• 共享軟件和資源：在WAN網(wǎng)絡(luò)中俯画，我們可以共享軟件和其他資源析桥，如硬盤(pán)，RAM艰垂。
• 全球業(yè)務(wù)：我們可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)在全球開(kāi)展業(yè)務(wù)泡仗。
• 高帶寬：如果我們使用我們公司的租用線路，那么這將提供高帶寬猜憎。高帶寬提高了數(shù)據(jù)傳輸速率娩怎，從而提高了我們公司的生產(chǎn)力。

廣域網(wǎng)的缺點(diǎn)：

以下是廣域網(wǎng)的缺點(diǎn)：

• 安全問(wèn)題：與LAN和MAN網(wǎng)絡(luò)相比胰柑，WAN網(wǎng)絡(luò)存在更多安全問(wèn)題截亦，因?yàn)樗屑夹g(shù)組合在一起會(huì)產(chǎn)生安全問(wèn)題。
• 需要防火墻和防病毒軟件：數(shù)據(jù)在互聯(lián)網(wǎng)上傳輸柬讨，黑客可以更改或攻擊崩瓤，因此需要使用防火墻。有些人可以在我們的系統(tǒng)中注入病毒踩官，因此需要使用防病毒來(lái)防御這種病毒却桶。
• 高安裝成本： WAN網(wǎng)絡(luò)的安裝成本很高，因?yàn)樗婕百?gòu)買(mǎi)路由器，交換機(jī)颖系。
• 故障排除問(wèn)題：它占地面積大嗅剖，因此難以解決問(wèn)題。

網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)

• 互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)定義為兩個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)LAN或WAN或計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)段使用設(shè)備連接嘁扼，并且它們由本地尋址方案配置信粮。此過(guò)程稱為網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)。
• 公共偷拔，私人蒋院，商業(yè)，工業(yè)或政府計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)之間的互連也可以定義為網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)莲绰。
• 網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)使用互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議欺旧。
• 用于網(wǎng)絡(luò)互連的參考模型是開(kāi)放系統(tǒng)互連（OSI）。

網(wǎng)絡(luò)類(lèi)型

1. 外聯(lián)網(wǎng)：外聯(lián)網(wǎng)是基于互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議的通信網(wǎng)絡(luò)蛤签，如傳輸控制協(xié)議和互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議辞友。它用于信息共享。對(duì)外部網(wǎng)的訪問(wèn)僅限于具有登錄憑據(jù)的用戶震肮。外聯(lián)網(wǎng)是最低級(jí)別的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)称龙。它可以分為MAN，WAN或其他計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)戳晌。外聯(lián)網(wǎng)不能只有一個(gè)局域網(wǎng)鲫尊，至少它必須與外部網(wǎng)絡(luò)有一個(gè)連接。

2. 內(nèi)聯(lián)網(wǎng)：內(nèi)聯(lián)網(wǎng)是基于互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議的專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)沦偎，如傳輸控制協(xié)議和互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議疫向。Intranet屬于只能由組織的員工或成員訪問(wèn)的組織。Intranet的主要目的是在組織員工之間共享信息和資源豪嚎。內(nèi)聯(lián)網(wǎng)提供了在小組和電話會(huì)議中工作的便利搔驼。

內(nèi)聯(lián)網(wǎng)優(yōu)勢(shì)

• 溝通：它提供了便宜和輕松的溝通。組織的員工可以通過(guò)電子郵件侈询，聊天與其他員工進(jìn)行通信舌涨。
• 節(jié)省時(shí)間：內(nèi)部網(wǎng)上的信息是實(shí)時(shí)共享的，因此節(jié)省時(shí)間扔字。
• 協(xié)作：協(xié)作是Intranet最重要的優(yōu)勢(shì)之一囊嘉。信息在組織的員工之間分發(fā)，并且只能由授權(quán)用戶訪問(wèn)革为。
• 平臺(tái)獨(dú)立性：它是一個(gè)中性架構(gòu)哗伯，因?yàn)橛?jì)算機(jī)可以連接到具有不同架構(gòu)的另一個(gè)設(shè)備。
• 經(jīng)濟(jì)高效：人們可以使用瀏覽器查看數(shù)據(jù)和文檔篷角，并通過(guò)Intranet分發(fā)重復(fù)的副本。這導(dǎo)致成本降低系任。