计算机网络原理1
2021-03-10 11:00:59 38 举报AI智能生成
计算机网络原理04741
作者其他创作
大纲/内容
计算机网络原理
一、计算机网络概述
第一节 基本概念
1、计算机网络的定义：计算机网络是互联的、自治的计算机的集合
自治
互联
2、协议的定义
语法
语义
时序
协议三要素
3、计算机网络的功能
1.硬件资源共享
2.软件资源共享
3.信息资源共享
4、计算机网络的分类
覆盖范围
1) 个域网PAN
2) 局域网LAN
3) 城域网MAN
4) 广域网WAN
拓扑结构
星形
总线型
环形
树形
网状
混合
第二节 计算机网络结构
1、网络边缘
接入网
物理媒体
2、接入网络
1) 电话拨号接入
2) 非对称数字用户线路ADSL
3) 混合光纤同轴电缆HFC接入网络
4) 局域网
5) 移动接入网络
3、网络核心
ISP网络
分组交换
报文
分组
存储转发传输
时延
转发表和路由选择协议
电路交换
频分复用FDM: 将一个频段划分为不同的子频道，频谱由所有连接共享
时分复用TDM
多路复用
ATDM
FDMA
STDM
TDMA
第三节 数据交换技术
1、电路交换
电路交换通信三个阶段
1）建立电路
2）传输数据
3）拆除电路
2、报文交换
3、分组交换
优点
交换设备存储容量降低
交换速度快
可靠传输效率高
更加公平
分组长度的确定
路由器的交换结构
基于内存交换：性能最低
基于总线交换
基于网络交换：性能最好
第四节 计算机网络性能
1、速率与带宽
比特
8bit = 1Byte
KB = 2^10 B
MB = K * KB = 2^10 * 2^10B = 2^20B
GB = K*MB = 2^10 * 2^20B = 2^30B
TB = K*GB=2^10 * 2^30 = 2^40B
速率
kb/s = 10^3 b/s(bps)
Mb/s = k* kb/s = 10^3 * 10^3 b/s = 10^6 b/s (bps)
Gb/s = k* Mb/s = 10^3 * 10^6 b/s = 10^9 b/s (bps)
Tb/s = k* Gb/s = 10^3 * 10^9 b/s = 10^12 b/s (bps)
带宽
带宽在模拟信号系统中的意义
带宽在计算机网络中的意义
2、时延
1）结点处理时延
2）排队时延
3）传输时延/发送时延
计算公式：分组长度(b)/发送速率(b/s)
4）传播时延
计算公式：信道长度(m)/电磁波传播速度(m/s)
电磁波常用传播速度：自由空间：3*10^8 m/s光纤：2.3 * 10^8 m/s铜线：2 * 10^8 m/s
传输速率
发送速率（传输速率）是指主机或路由器往（向）数字信道上发送数据的速度，也称为数据率或比特，单位是比特每秒，b/s
传播速率
传播速率是指电磁波在信道中传播的速度，单位是“米每秒”，即m/s，更常用的是千米每秒（km/s）。电磁波在光线中的传播速率约为：2*10^8m/s
3、时延带宽积
计算公式：传播时延 * 带宽
4、丢包率
5、吞吐量
6、往返时间RTT
7、利用率
信道利用率：用来表示某信道有百分之几的时间是被利用的（有数据通过）
网络利用率：全网络的信道利用率的加权平均
信道利用率并非越高越好。根据排队论，当信道利用率增大时，该信道引起的时延也会迅速增加。
第五节 计算机网络体系结构
1、OSI参考模型
1）物理层
2）数据链路层
3）网络层
4）传输层
5）会话层
6）表示层
7）应用层
2、TCP/IP参考模型
1）应用层
2）传输层
3）网络互联层
4）网络接口层
3、五层参考模型
1.应用层
2.运输层
报文段
3.网络层
数据报
4.链路层
帧
5.物理层
封装
图示
二、网络应用
第一节 计算机网络应用体系结构
一、客户/服务器(C/S)结构网络应用
WWW应用、文件传输FTP、电子邮件
二、纯P2P结构网络应用
三、混合网络结构应用
第二节 网络应用通信基本原理
应用层协议
网络应用编程接口是套接字（Socket）
端口号
Internet传输层提供两类服务
面向连接的可靠字节流传输服务TCP
面向连接的服务
握手
建立TCP连接
全双工
可靠的数据传送服务
端到端
无差错
按顺序
无连接的不可靠数据报传输服务UDP
第三节 域名系统DNS
一、层次化域名空间
二、域名服务器
根域名服务器
顶级域名服务器
国家顶级域名nTLD
cn
二级域名
类别域名，行政区域域名
us
uk
通用顶级域名
com
net
org...
反向域arpa
权威域名服务器
负责管理某个区的域名
本地域名服务器
本地域名服务器起着代理作用，会将报文转发到上面的域名服务器的等级结构中，有时也称为默认域名服务器
三、域名解析过程
递归解析
迭代解析
第四节 万维网应用
一、HTTP
http概述
HTTP/1.0是第一个得到广泛应用的版本
非持久连接，每次访问都需要重新建立连接
HTTP1.0定义了三种请求方法： GET、POST、HEAD
http/1.1是目前应用最广泛的版本
持久连接
HTTP1.1新增了五种请求方法：OPTIONS、PUT、DELETE、TRACE 、CONNECT
http连接
1）非持久连接
子主题
2）并行连接
3）持久连接
1.非流水式持久连接
2.流水方式持久连接
http报文
格式
起始行
首部行
空白行
实体主体
请求方法
GET
HEAD
POST
OPTION
PUT
Cookie
第五节 Internet电子邮件
一、电子邮件系统结构
二、SMTP
三、电子邮件格式与MIME
四、邮件读取协议
1、POP3
2、IMAP
3、HTTP
第六节 FTP
第七节 P2P应用
第八节 Socket编程基础
Socket类型
数据报类型套接字SOCK_DGRAM
面向传输层UDP接口
流式套接字SOCK_STREAM
面向传输层TCP接口
原始套接字SOCK_RAW
面向网络层协议如IP、ICMP等
四、网络安全基础
第一节 网络安全概述
密码编码学：密码体制的设计学
密码分析学：在未知密钥的情况下从密文推演出明文或密钥的技术
第二节 数据加密
一、传统加密方式
凯撒密码
对明文\
换位密码
加密过程：首先将明文P按密钥K的长度n进行分组，并且每组一行按行排列，即每行有n个字符。若明文长度不是n的整数倍，则不足部分用双方约定的方式填充，如双方约定用字母“x”替代空缺处字符。
例子：假设采用密钥K=nice的列置换密码，对明文\"bob i love you\
二、对称密钥加密
DES：保密性仅取决于对密钥的保密，而算法是公开的
三、非对称/公开密钥加密
RSA：公开密钥密码体制是一种使用不同的加密密钥与解密密钥
第三节 消息完整性与数字签名
一、消息完整性检测方法
二、报文认证
三、数字签名
密码散列函数
MD5
SHA-1
第四节 身份认证
第五节 密钥分发中心与证书认证
第六节 防火墙与入侵检测系统
第七节 网络安全协议
常见协议
0 条评论
回复 删除
下一页
