计算机网络 第一章——计算机网络概述

文章目录

• 局域网与广域网/因特网的分工
• 数据传输过程的核心环节
• 网站数据接收与传输机制
• 七层 OSI 模型架构
• 网络故障排查流程
• 信息安全保障措施
• 基于 TCP/IP 协议体系结构
• 数据打包与解包流程
• 计算机网络性能评估指标体系

局域网 广域网和Internet

局域网络：覆盖范围有限,企业需自行配置设备,带宽固定不变,一般在100米以内部署,带宽通常为10M/100M/1000M
广域网络：网络覆盖范围广,企业可租用网络带宽,无需自行维护
因特尔网：由多个互联网服务提供商（ISP）组成,为网民提供接入互联网服务
ISP：即互联网服务供应商（Internet Service Provider）,涵盖电信、移动及联通三大运营商
ADSL：非对称数字用户环路（Asymmetric Digital Subscriber Line）是一种新型的数据传输技术

计算机数据通信的过程

1. 地址不可以重复：全球统一配置的IP地址即为公网IP address。该address由主机号和网络号两部分组成。
2. 路由器的作用是负责在不同子网间转发数据包。
3. 网关的功能是在更高层次上完成网络互联，并为到达其他子网的设备提供接口。
4. MAC address: uniquely identifies a network interface card, which is fixed during manufacturing and can belong to multiple interfaces on a single computer. It is a unique identifier across the global network.
   • 在此上下文中：
     • IP address: determines the ultimate destination of data packets
     • MAC address: determines the next hop in routing decisions
5. Why do we need both IP and MAC addresses?
   • IP address defines where data will be delivered
   • MAC address specifies where routing should proceed next

访问网站数据传输过程

客户端发起请求传输信息至服务器端系统。
服务器接收到请求后将网页内容暂时存储在本地缓存中。
由于网页文件通常较大（常见大小为2M/4M/5M），切割成多个数据包以便传输。
server负责将切割好的数据块按照顺序编号以便后续处理和传输。
发送缓存将数据暂时存储一段时间后删除。
客户端接收的数据被暂时存储在本地缓存中以便后续处理。
该过程由浏览器负责处理完成并显示给用户。

数据包 数据帧

OSI参考模型：7层

应用层 能够产生网络流量的应用程序与用户进行交互
表示层 经过压缩与加密处理的数据在传输过程中可能出现乱码问题。这一过程由开发人员负责执行，并可能导致通信异常。
会话层 在查木马时（包括但不限于盗号木马、远程控制木马等），可使用metstat -n命令进行检测。
传输层 该层次负责可靠传输、流量控制以及不可靠的传输方式的具体实现：其中可靠传输的特点是没有等待确认即可持续发送数据；流量控制则是指当处理不完所有的数据时，则暂时减缓发送速度；而不可靠传输则无需建立完整的会话流程，在单个数据包内即可完成通信任务，并通过查询目标地址及域名来判断是否存在问题。
网络层 主要负责选择最佳通信路径并规划IP地址分配方案。
数据链路层 该层次通过在帧前后插入特定标识符来标记起始与结束位置，并采用差错校验机制（通过附加校验位实现）对数据进行验证；其主要职责仅为错误检测工作，而错误纠正则由后续的传输层面完成处理。
物理层 规定了接口端口的标准配置及设备电压标准等关键参数设置。
补充 IPV4和IPV6仅影响网络层面的配置参数。

网络排错

自下而上排查问题并采取措施解决

应用层面问题排查方法

网络安全

物理层安全
数据链路层安全

1. ADSL账号密码配置
2. 使用VLAN机制创建虚拟局域网
   3 设备端口与MAC地址绑定配置
   网络层安全 在路由器上实施ACL进行数据包流量管理
   应用层安全 开发的应用程序无漏洞问题

TCP/IP协议

数据封装 和解封装

计算机网络的性能

性能指标
1.速率
2.带宽
3.吞吐量
4.时延
5.时延带宽积
6.往返时间
7.利用率

传输速率

传输速率
在数据通信领域中，
数字通信渠道的最大承载能力为每秒传输的数据量
其常用单位包括bit/second（b/s）、kBps、MBps和GBps

吞吐量
即在单位时间内通过某个网络的数据量 单位 b/s Mb/S 等

传输延迟
发送延迟/ 传输延迟 / 处理延迟 / 队列延迟
发送延迟等于式数据块长度（比特）除以信道带宽（比特每秒）。

时延带宽积
时延带宽积=传播时延* 带宽

往返所需的时间称为RIT（Round-Trip- Time）。这一过程从发送方发出数据至接收方确认返回的时间被称为RIT（Round-Trip- Time）。使用ping命令测试该过程所需的时间即为RIT（Round-Trip- Time）。

有效利用率