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计算机的网络基础知识

时间: 光宁1217 分享

  网络,已成为我们现实生活中一个重要的组成部分。然而作为一项新的科技成果,网络知识的普及仍然是一个亟(qi)待解决的问题。主要表现如下:对于年轻一代,尽管懂得电脑和网络的应用,但知之不全,表现为,懂得建博客的人,未必懂得图像处理;懂得网络游戏的人,未必懂得电脑维护等。对于年长一点的,有的只会电子邮件的收发,有的只会简单的文字处理,有的只会QQ聊天,且年龄越长的普遍表现出对电脑和网络的应用知识越贫乏。下面是小编收集整理的计算机的网络基础知识范文,欢迎借鉴参考。

  计算机的网络基础知识(一)

  计算机网络学习的核心内容就是网络协议的学习。网络协议是为计算机网络中进行数据交换而建立的规则、标准或者说是约定的集合。因为不同用户的数据终端可能采取的字符集是不同的,两者需要进行通信,必须要在一定的标准上进行。一个很形象地比喻就是我们的语言,我们大天朝地广人多,地方性语言也非常丰富,而且方言之间差距巨大。A地区的方言可能B地区的人根本无法接受,所以我们要为全国人名进行沟通建立一个语言标准,这就是我们的普通话的作用。同样,放眼全球,我们与外国友人沟通的标准语言是英语,所以我们才要苦逼的学习英语。

  计算机网络协议同我们的语言一样,多种多样。而ARPA公司与1977年到1979年推出了一种名为ARPANET的网络协议受到了广泛的热捧,其中最主要的原因就是它推出了人尽皆知的TCP/IP标准网络协议。目前TCP/IP协议已经成为Internet中的“通用语言”,下图为不同计算机群之间利用TCP/IP进行通信的示意图。

  1. 网络层次划分

  为了使不同计算机厂家生产的计算机能够相互通信,以便在更大的范围内建立计算机网络,国际标准化组织(ISO)在1978年提出了“开放系统互联参考模型”,即著名的OSI/RM模型(Open System Interconnection/Reference Model)。它将计算机网络体系结构的通信协议划分为七层,自下而上依次为:物理层(Physics Layer)、数据链路层(Data Link Layer)、网络层(Network Layer)、传输层(Transport Layer)、会话层(Session Layer)、表示层(Presentation Layer)、应用层(Application Layer)。其中第四层完成数据传送服务,上面三层面向用户。

  除了标准的OSI七层模型以外,常见的网络层次划分还有TCP/IP四层协议以及TCP/IP五层协议,

  2. OSI七层网络模型

  TCP/IP协议毫无疑问是互联网的基础协议,没有它就根本不可能上网,任何和互联网有关的操作都离不开TCP/IP协议。不管是OSI七层模型还是TCP/IP的四层、五层模型,每一层中都要自己的专属协议,完成自己相应的工作以及与上下层级之间进行沟通。由于OSI七层模型为网络的标准层次划分,所以我们以OSI七层模型为例从下向上进行一一介绍。

  1)物理层(Physical Layer)

  激活、维持、关闭通信端点之间的机械特性、电气特性、功能特性以及过程特性。该层为上层协议提供了一个传输数据的可靠的物理媒体。简单的说,物理层确保原始的数据可在各种物理媒体上传输。物理层记住两个重要的设备名称,中继器(Repeater,也叫放大器)和集线器。

  2)数据链路层(Data Link Layer)

  数据链路层在物理层提供的服务的基础上向网络层提供服务,其最基本的服务是将源自网络层来的数据可靠地传输到相邻节点的目标机网络层。为达到这一目的,数据链路必须具备一系列相应的功能,主要有:如何将数据组合成数据块,在数据链路层中称这种数据块为帧(frame),帧是数据链路层的传送单位;如何控制帧在物理信道上的传输,包括如何处理传输差错,如何调节发送速率以使与接收方相匹配;以及在两个网络实体之间提供数据链路通路的建立、维持和释放的管理。数据链路层在不可靠的物理介质上提供可靠的传输。该层的作用包括:物理地址寻址、数据的成帧、流量控制、数据的检错、重发等。

  有关数据链路层的重要知识点:

  1> 数据链路层为网络层提供可靠的数据传输;

  2> 基本数据单位为帧;

  3> 主要的协议:以太网协议;

  4> 两个重要设备名称:网桥和交换机。

  3)网络层(Network Layer)

  网络层的目的是实现两个端系统之间的数据透明传送,具体功能包括寻址和路由选择、连接的建立、保持和终止等。它提供的服务使传输层不需要了解网络中的数据传输和交换技术。如果您想用尽量少的词来记住网络层,那就是“路径选择、路由及逻辑寻址”。

  网络层中涉及众多的协议,其中包括最重要的协议,也是TCP/IP的核心协议——IP协议。IP协议非常简单,仅仅提供不可靠、无连接的传送服务。IP协议的主要功能有:无连接数据报传输、数据报路由选择和差错控制。与IP协议配套使用实现其功能的还有地址解析协议ARP、逆地址解析协议RARP、因特网报文协议ICMP、因特网组管理协议IGMP。具体的协议我们会在接下来的部分进行总结,有关网络层的重点为:

  1> 网络层负责对子网间的数据包进行路由选择。此外,网络层还可以实现拥塞控制、网际互连等功能;

  2> 基本数据单位为IP数据报;

  3> 包含的主要协议:

  IP协议(Internet Protocol,因特网互联协议);

  ICMP协议(Internet Control Message Protocol,因特网控制报文协议);

  ARP协议(Address Resolution Protocol,地址解析协议);

  RARP协议(Reverse Address Resolution Protocol,逆地址解析协议)。

  4> 重要的设备:路由器。

  4)传输层(Transport Layer)

  第一个端到端,即主机到主机的层次。传输层负责将上层数据分段并提供端到端的、可靠的或不可靠的传输。此外,传输层还要处理端到端的差错控制和流量控制问题。

  传输层的任务是根据通信子网的特性,最佳的利用网络资源,为两个端系统的会话层之间,提供建立、维护和取消传输连接的功能,负责端到端的可靠数据传输。在这一层,信息传送的协议数据单元称为段或报文。

  网络层只是根据网络地址将源结点发出的数据包传送到目的结点,而传输层则负责将数据可靠地传送到相应的端口。

  有关网络层的重点:

  1> 传输层负责将上层数据分段并提供端到端的、可靠的或不可靠的传输以及端到端的差错控制和流量控制问题;

  2> 包含的主要协议:TCP协议(Transmission Control Protocol,传输控制协议)、UDP协议(User Datagram Protocol,用户数据报协议);

  3> 重要设备:网关。

  5)会话层

  会话层管理主机之间的会话进程,即负责建立、管理、终止进程之间的会话。会话层还利用在数据中插入校验点来实现数据的同步。

  6)表示层

  表示层对上层数据或信息进行变换以保证一个主机应用层信息可以被另一个主机的应用程序理解。表示层的数据转换包括数据的加密、压缩、格式转换等。

  7)应用层

  为操作系统或网络应用程序提供访问网络服务的接口。

  会话层、表示层和应用层重点:

  1> 数据传输基本单位为报文;

  2> 包含的主要协议:FTP(文件传送协议)、Telnet(远程登录协议)、DNS(域名解析协议)、SMTP(邮件传送协议),POP3协议(邮局协议),HTTP协议(Hyper Text Transfer Protocol)。

  3. IP地址

  1)网络地址

  IP地址由网络号(包括子网号)和主机号组成,网络地址的主机号为全0,网络地址代表着整个网络。

  2)广播地址

  广播地址通常称为直接广播地址,是为了区分受限广播地址。

  广播地址与网络地址的主机号正好相反,广播地址中,主机号为全1。当向某个网络的广播地址发送消息时,该网络内的所有主机都能收到该广播消息。

  3)组播地址

  D类地址就是组播地址。

  先回忆下A,B,C,D类地址吧:

  A类地址以00开头,第一个字节作为网络号,地址范围为:0.0.0.0~127.255.255.255;

  B类地址以10开头,前两个字节作为网络号,地址范围是:128.0.0.0~191.255.255.255;

  C类地址以110开头,前三个字节作为网络号,地址范围是:192.0.0.0~223.255.255.255。

  D类地址以1110开头,地址范围是224.0.0.0~239.255.255.255,D类地址作为组播地址(一对多的通信);

  E类地址以1111开头,地址范围是240.0.0.0~255.255.255.255,E类地址为保留地址,供以后使用。

  注:只有A,B,C有网络号和主机号之分,D类地址和E类地址没有划分网络号和主机号。

  4)255.255.255.255

  该IP地址指的是受限的广播地址。受限广播地址与一般广播地址(直接广播地址)的区别在于,受限广播地址只能用于本地网络,路由器不会转发以受限广播地址为目的地址的分组;一般广播地址既可在本地广播,也可跨网段广播。例如:主机192.168.1.1/30上的直接广播数据包后,另外一个网段192.168.1.5/30也能收到该数据报;若发送受限广播数据报,则不能收到。

  注:一般的广播地址(直接广播地址)能够通过某些路由器(当然不是所有的路由器),而受限的广播地址不能通过路由器。

  5)0.0.0.0

  常用于寻找自己的IP地址,例如在我们的RARP,BOOTP和DHCP协议中,若某个未知IP地址的无盘机想要知道自己的IP地址,它就以255.255.255.255为目的地址,向本地范围(具体而言是被各个路由器屏蔽的范围内)的服务器发送IP请求分组。

  6)回环地址

  127.0.0.0/8被用作回环地址,回环地址表示本机的地址,常用于对本机的测试,用的最多的是127.0.0.1。

  7)A、B、C类私有地址

  私有地址(private address)也叫专用地址,它们不会在全球使用,只具有本地意义。

  A类私有地址:10.0.0.0/8,范围是:10.0.0.0~10.255.255.255

  B类私有地址:172.16.0.0/12,范围是:172.16.0.0~172.31.255.255

  C类私有地址:192.168.0.0/16,范围是:192.168.0.0~192.168.255.255

  4. 子网掩码及网络划分

  随着互连网应用的不断扩大,原先的IPv4的弊端也逐渐暴露出来,即网络号占位太多,而主机号位太少,所以其能提供的主机地址也越来越稀缺,目前除了使用NAT在企业内部利用保留地址自行分配以外,通常都对一个高类别的IP地址进行再划分,以形成多个子网,提供给不同规模的用户群使用。

  这里主要是为了在网络分段情况下有效地利用IP地址,通过对主机号的高位部分取作为子网号,从通常的网络位界限中扩展或压缩子网掩码,用来创建某类地址的更多子网。但创建更多的子网时,在每个子网上的可用主机地址数目会比原先减少。

  什么是子网掩码?

  子网掩码是标志两个IP地址是否同属于一个子网的,也是32位二进制地址,其每一个为1代表该位是网络位,为0代表主机位。它和IP地址一样也是使用点式十进制来表示的。如果两个IP地址在子网掩码的按位与的计算下所得结果相同,即表明它们共属于同一子网中。

  在计算子网掩码时,我们要注意IP地址中的保留地址,即“ 0”地址和广播地址,它们是指主机地址或网络地址全为“ 0”或“ 1”时的IP地址,它们代表着本网络地址和广播地址,一般是不能被计算在内的。

  子网掩码的计算:

  对于无须再划分成子网的IP地址来说,其子网掩码非常简单,即按照其定义即可写出:如某B类IP地址为 10.12.3.0,无须再分割子网,则该IP地址的子网掩码255.255.0.0。如果它是一个C类地址,则其子网掩码为 255.255.255.0。其它类推,不再详述。下面我们关键要介绍的是一个IP地址,还需要将其高位主机位再作为划分出的子网网络号,剩下的是每个子网的主机号,这时该如何进行每个子网的掩码计算。

  下面总结一下有关子网掩码和网络划分常见的面试考题:

  1)利用子网数来计算

  在求子网掩码之前必须先搞清楚要划分的子网数目,以及每个子网内的所需主机数目。

  (1) 将子网数目转化为二进制来表示;

  如欲将B类IP地址168.195.0.0划分成27个子网:27=11011;

  (2) 取得该二进制的位数,为N;

  该二进制为五位数,N = 5

  (3) 取得该IP地址的类子网掩码,将其主机地址部分的的前N位置1即得出该IP地址划分子网的子网掩码。

  将B类地址的子网掩码255.255.0.0的主机地址前5位置 1,得到 255.255.248.0

  2)利用主机数来计算

  如欲将B类IP地址168.195.0.0划分成若干子网,每个子网内有主机700台:

  (1) 将主机数目转化为二进制来表示;

  700=1010111100;

  (2) 如果主机数小于或等于254(注意去掉保留的两个IP地址),则取得该主机的二进制位数,为N,这里肯定 N<8。如果大于254,则 N>8,这就是说主机地址将占据不止8位;

  该二进制为十位数,N=10;

  (3) 使用255.255.255.255来将该类IP地址的主机地址位数全部置1,然后从后向前的将N位全部置为 0,即为子网掩码值。

  将该B类地址的子网掩码255.255.0.0的主机地址全部置1,得到255.255.255.255,然后再从后向前将后 10位置0,即为:11111111.11111111.11111100.00000000,即255.255.252.0。这就是该欲划分成主机为700台的B类IP地址 168.195.0.0的子网掩码。

  3)还有一种题型,要你根据每个网络的主机数量进行子网地址的规划和计算子网掩码。这也可按上述原则进行计算。

  比如一个子网有10台主机,那么对于这个子网需要的IP地址是:

  10+1+1+1=13

  注意:加的第一个1是指这个网络连接时所需的网关地址,接着的两个1分别是指网络地址和广播地址。

  因为13小于16(16等于2的4次方),所以主机位为4位。而256-16=240,所以该子网掩码为255.255.255.240。

  如果一个子网有14台主机,不少人常犯的错误是:依然分配具有16个地址空间的子网,而忘记了给网关分配地址。这样就错误了,因为14+1+1+1=17,17大于16,所以我们只能分配具有32个地址(32等于2的5次方)空间的子网。这时子网掩码为:255.255.255.224。

  5. ARP/RARP协议

  地址解析协议,即ARP(Address Resolution Protocol),是根据IP地址获取物理地址的一个TCP/IP协议。主机发送信息时将包含目标IP地址的ARP请求广播到网络上的所有主机,并接收返回消息,以此确定目标的物理地址;收到返回消息后将该IP地址和物理地址存入本机ARP缓存中并保留一定时间,下次请求时直接查询ARP缓存以节约资源。地址解析协议是建立在网络中各个主机互相信任的基础上的,网络上的主机可以自主发送ARP应答消息,其他主机收到应答报文时不会检测该报文的真实性就会将其记入本机ARP缓存;由此攻击者就可以向某一主机发送伪ARP应答报文,使其发送的信息无法到达预期的主机或到达错误的主机,这就构成了一个ARP欺骗。ARP命令可用于查询本机ARP缓存中IP地址和MAC地址的对应关系、添加或删除静态对应关系等。

  ARP工作流程举例:

  主机A的IP地址为192.168.1.1,MAC地址为0A-11-22-33-44-01;

  主机B的IP地址为192.168.1.2,MAC地址为0A-11-22-33-44-02;

  当主机A要与主机B通信时,地址解析协议可以将主机B的IP地址(192.168.1.2)解析成主机B的MAC地址,以下为工作流程:

  (1)根据主机A上的路由表内容,IP确定用于访问主机B的转发IP地址是192.168.1.2。然后A主机在自己的本地ARP缓存中检查主机B的匹配MAC地址。

  (2)如果主机A在ARP缓存中没有找到映射,它将询问192.168.1.2的硬件地址,从而将ARP请求帧广播到本地网络上的所有主机。源主机A的IP地址和MAC地址都包括在ARP请求中。本地网络上的每台主机都接收到ARP请求并且检查是否与自己的IP地址匹配。如果主机发现请求的IP地址与自己的IP地址不匹配,它将丢弃ARP请求。

  (3)主机B确定ARP请求中的IP地址与自己的IP地址匹配,则将主机A的IP地址和MAC地址映射添加到本地ARP缓存中。

  (4)主机B将包含其MAC地址的ARP回复消息直接发送回主机A。

  (5)当主机A收到从主机B发来的ARP回复消息时,会用主机B的IP和MAC地址映射更新ARP缓存。本机缓存是有生存期的,生存期结束后,将再次重复上面的过程。主机B的MAC地址一旦确定,主机A就能向主机B发送IP通信了。

  逆地址解析协议,即RARP,功能和ARP协议相对,其将局域网中某个主机的物理地址转换为IP地址,比如局域网中有一台主机只知道物理地址而不知道IP地址,那么可以通过RARP协议发出征求自身IP地址的广播请求,然后由RARP服务器负责回答。

  RARP协议工作流程:

  (1)给主机发送一个本地的RARP广播,在此广播包中,声明自己的MAC地址并且请求任何收到此请求的RARP服务器分配一个IP地址;

  (2)本地网段上的RARP服务器收到此请求后,检查其RARP列表,查找该MAC地址对应的IP地址;

  (3)如果存在,RARP服务器就给源主机发送一个响应数据包并将此IP地址提供给对方主机使用;

  (4)如果不存在,RARP服务器对此不做任何的响应;

  (5)源主机收到从RARP服务器的响应信息,就利用得到的IP地址进行通讯;如果一直没有收到RARP服务器的响应信息,表示初始化失败。

  6. 路由选择协议

  常见的路由选择协议有:RIP协议、OSPF协议。

  RIP协议 :底层是贝尔曼福特算法,它选择路由的度量标准(metric)是跳数,最大跳数是15跳,如果大于15跳,它就会丢弃数据包。

  OSPF协议 :Open Shortest Path First开放式最短路径优先,底层是迪杰斯特拉算法,是链路状态路由选择协议,它选择路由的度量标准是带宽,延迟。

  7. TCP/IP协议

  TCP/IP协议是Internet最基本的协议、Internet国际互联网络的基础,由网络层的IP协议和传输层的TCP协议组成。通俗而言:TCP负责发现传输的问题,一有问题就发出信号,要求重新传输,直到所有数据安全正确地传输到目的地。而IP是给因特网的每一台联网设备规定一个地址。

  IP层接收由更低层(网络接口层例如以太网设备驱动程序)发来的数据包,并把该数据包发送到更高层---TCP或UDP层;相反,IP层也把从TCP或UDP层接收来的数据包传送到更低层。IP数据包是不可靠的,因为IP并没有做任何事情来确认数据包是否按顺序发送的或者有没有被破坏,IP数据包中含有发送它的主机的地址(源地址)和接收它的主机的地址(目的地址)。

  TCP是面向连接的通信协议,通过三次握手建立连接,通讯完成时要拆除连接,由于TCP是面向连接的所以只能用于端到端的通讯。TCP提供的是一种可靠的数据流服务,采用“带重传的肯定确认”技术来实现传输的可靠性。TCP还采用一种称为“滑动窗口”的方式进行流量控制,所谓窗口实际表示接收能力,用以限制发送方的发送速度。

  注:seq:"sequance"序列号;ack:"acknowledge"确认号;SYN:"synchronize"请求同步标志;;ACK:"acknowledge"确认标志";FIN:"Finally"结束标志。

  TCP连接建立过程:首先Client端发送连接请求报文,Server段接受连接后回复ACK报文,并为这次连接分配资源。Client端接收到ACK报文后也向Server段发生ACK报文,并分配资源,这样TCP连接就建立了。

  TCP连接断开过程:假设Client端发起中断连接请求,也就是发送FIN报文。Server端接到FIN报文后,意思是说"我Client端没有数据要发给你了",但是如果你还有数据没有发送完成,则不必急着关闭Socket,可以继续发送数据。所以你先发送ACK,"告诉Client端,你的请求我收到了,但是我还没准备好,请继续你等我的消息"。这个时候Client端就进入FIN_WAIT状态,继续等待Server端的FIN报文。当Server端确定数据已发送完成,则向Client端发送FIN报文,"告诉Client端,好了,我这边数据发完了,准备好关闭连接了"。Client端收到FIN报文后,"就知道可以关闭连接了,但是他还是不相信网络,怕Server端不知道要关闭,所以发送ACK后进入TIME_WAIT状态,如果Server端没有收到ACK则可以重传。“,Server端收到ACK后,"就知道可以断开连接了"。Client端等待了2MSL后依然没有收到回复,则证明Server端已正常关闭,那好,我Client端也可以关闭连接了。Ok,TCP连接就这样关闭了!

  为什么要三次挥手?

  在只有两次“握手”的情形下,假设Client想跟Server建立连接,但是却因为中途连接请求的数据报丢失了,故Client端不得不重新发送一遍;这个时候Server端仅收到一个连接请求,因此可以正常的建立连接。但是,有时候Client端重新发送请求不是因为数据报丢失了,而是有可能数据传输过程因为网络并发量很大在某结点被阻塞了,这种情形下Server端将先后收到2次请求,并持续等待两个Client请求向他发送数据...问题就在这里,Cient端实际上只有一次请求,而Server端却有2个响应,极端的情况可能由于Client端多次重新发送请求数据而导致Server端最后建立了N多个响应在等待,因而造成极大的资源浪费!所以,“三次握手”很有必要!

  为什么要四次挥手?

  试想一下,假如现在你是客户端你想断开跟Server的所有连接该怎么做?第一步,你自己先停止向Server端发送数据,并等待Server的回复。但事情还没有完,虽然你自身不往Server发送数据了,但是因为你们之前已经建立好平等的连接了,所以此时他也有主动权向你发送数据;故Server端还得终止主动向你发送数据,并等待你的确认。其实,说白了就是保证双方的一个合约的完整执行!

  使用TCP的协议:FTP(文件传输协议)、Telnet(远程登录协议)、SMTP(简单邮件传输协议)、POP3(和SMTP相对,用于接收邮件)、HTTP协议等。

  8. UDP协议

  UDP用户数据报协议,是面向无连接的通讯协议,UDP数据包括目的端口号和源端口号信息,由于通讯不需要连接,所以可以实现广播发送。UDP通讯时不需要接收方确认,属于不可靠的传输,可能会出现丢包现象,实际应用中要求程序员编程验证。

  UDP与TCP位于同一层,但它不管数据包的顺序、错误或重发。因此,UDP不被应用于那些使用虚电路的面向连接的服务,UDP主要用于那些面向查询---应答的服务,例如NFS。相对于FTP或Telnet,这些服务需要交换的信息量较小。

  每个UDP报文分UDP报头和UDP数据区两部分。报头由四个16位长(2字节)字段组成,分别说明该报文的源端口、目的端口、报文长度以及校验值。UDP报头由4个域组成,其中每个域各占用2个字节,具体如下:

  (1)源端口号;

  (2)目标端口号;

  (3)数据报长度;

  (4)校验值。

  使用UDP协议包括:TFTP(简单文件传输协议)、SNMP(简单网络管理协议)、DNS(域名解析协议)、NFS、BOOTP。

  TCP 与 UDP 的区别:TCP是面向连接的,可靠的字节流服务;UDP是面向无连接的,不可靠的数据报服务。

  9. DNS协议

  DNS是域名系统(DomainNameSystem)的缩写,该系统用于命名组织到域层次结构中的计算机和网络服务,可以简单地理解为将URL转换为IP地址。域名是由圆点分开一串单词或缩写组成的,每一个域名都对应一个惟一的IP地址,在Internet上域名与IP地址之间是一一对应的,DNS就是进行域名解析的服务器。DNS命名用于Internet等TCP/IP网络中,通过用户友好的名称查找计算机和服务。

  10. NAT协议

  NAT网络地址转换(Network Address Translation)属接入广域网(WAN)技术,是一种将私有(保留)地址转化为合法IP地址的转换技术,它被广泛应用于各种类型Internet接入方式和各种类型的网络中。原因很简单,NAT不仅完美地解决了lP地址不足的问题,而且还能够有效地避免来自网络外部的攻击,隐藏并保护网络内部的计算机。

  11. DHCP协议

  DHCP动态主机设置协议(Dynamic Host Configuration Protocol)是一个局域网的网络协议,使用UDP协议工作,主要有两个用途:给内部网络或网络服务供应商自动分配IP地址,给用户或者内部网络管理员作为对所有计算机作中央管理的手段。

  12. HTTP协议

  超文本传输协议(HTTP,HyperText Transfer Protocol)是互联网上应用最为广泛的一种网络协议。所有的WWW文件都必须遵守这个标准。

  HTTP 协议包括哪些请求?

  GET:请求读取由URL所标志的信息。

  POST:给服务器添加信息(如注释)。

  PUT:在给定的URL下存储一个文档。

  DELETE:删除给定的URL所标志的资源。

  HTTP 中, POST 与 GET 的区别

  1)Get是从服务器上获取数据,Post是向服务器传送数据。

  2)Get是把参数数据队列加到提交表单的Action属性所指向的URL中,值和表单内各个字段一一对应,在URL中可以看到。

  3)Get传送的数据量小,不能大于2KB;Post传送的数据量较大,一般被默认为不受限制。

  4)根据HTTP规范,GET用于信息获取,而且应该是安全的和幂等的。

  I. 所谓 安全的 意味着该操作用于获取信息而非修改信息。换句话说,GET请求一般不应产生副作用。就是说,它仅仅是获取资源信息,就像数据库查询一样,不会修改,增加数据,不会影响资源的状态。

  II. 幂等 的意味着对同一URL的多个请求应该返回同样的结果。

  13. 一个举例

  在浏览器中输入 www.baidu.com 后执行的全部过程

  现在假设如果我们在客户端(客户端)浏览器中输入http://www.baidu.com,而baidu.com为要访问的服务器(服务器),下面详细分析客户端为了访问服务器而执行的一系列关于协议的操作:

  1)客户端浏览器通过DNS解析到www.baidu.com的IP地址220.181.27.48,通过这个IP地址找到客户端到服务器的路径。客户端浏览器发起一个HTTP会话到220.161.27.48,然后通过TCP进行封装数据包,输入到网络层。

  2)在客户端的传输层,把HTTP会话请求分成报文段,添加源和目的端口,如服务器使用80端口监听客户端的请求,客户端由系统随机选择一个端口如5000,与服务器进行交换,服务器把相应的请求返回给客户端的5000端口。然后使用IP层的IP地址查找目的端。

  3)客户端的网络层不用关系应用层或者传输层的东西,主要做的是通过查找路由表确定如何到达服务器,期间可能经过多个路由器,这些都是由路由器来完成的工作,不作过多的描述,无非就是通过查找路由表决定通过那个路径到达服务器。

  4)客户端的链路层,包通过链路层发送到路由器,通过邻居协议查找给定IP地址的MAC地址,然后发送ARP请求查找目的地址,如果得到回应后就可以使用ARP的请求应答交换的IP数据包现在就可以传输了,然后发送IP数据包到达服务器的地址。

  计算机的网络基础知识(二)

  三种方法告诉你项目超过255个摄像机怎么设置IP?什么是公网ip?什么又是内网ip?为什么ip地址通常以192.168开头?

  做通讯的与ip地址接触最多,无论是哪方面,都需要跟ip地址打交道,通常我们也会经常听到公网、内网?那什么是公网ip地址呢?什么是私网ip地址呢?为什么我们常见到的ip地址以192.168开头呢?

  我们以安装摄像头为例说说超过254个,该咋分配IP地址呢?

  我们今天统统来了解一下。

  首先关于内、外网的定义:

  内、外网是相对于防火墙而言的,在防火墙内部叫做内网,反之就是外网。在一定程度上外网等同于公网,内网等同于私网。

  一、IP地址分类

  公网地址是指在因特网上直接可达的地址,如果你有一个公网地址,那就意味着你不但能访问别人,还能被人访问。公网地址是架设各种服务器必不可少的条件。

  A类:10.0.0.0到127.255.255.255主要分配给大量主机而局域网网络数量较少的大型网络

  B类:128.0.0.0到191.255.255.255一般用于国际性大公司和政府机构

  C类:192.0.0.0到223.255.255.255用于一般小公司校园网研究机构等

  D类:224.0.0.0到239.255.255.255用于特殊用途,又称作广播地址

  E类:240.0.0.0到255.255.255.255暂时保留

  二、私有地址

  网络中的主机需要通信,需要使用一个IP地址,目前我们普遍使用的IPv4的地址,分为A、B、C、D、E五类,在上面已经列出,其中A、B、C类是我们常见的IP地址段。在这三类地址中,大多数为公有地址,需要向国际互联网信息中心注册。在IPv4地址中预留了3个IP地址段,作为私有地址,共家庭、企业、学校等内部组网使用。

  除了这三个ip地址段为私有ip地址外,其它的都为公网ip。

  这些地址已被声明私有化,任何内网中的设备可以任意使用这些地址,但是在这三个范围内的IP地址不允许出现在Internet(外网)上。所以我们平台在内部组网时用的比较多,比如监控项目与公司内部电脑ip设置,用的多的就是192.168.xx。

  通常情况下,按照需要容纳的主机数选择私有地址段。家庭网络规模比较小,一个C类地址,192.168.1.x可以容纳254个终端,足够使用。

  学校或者大型企业可能使用B类甚至A类作为内部网络的地址段。比如手机上网很可能获取的也是一个10开头的内网地址,而不是公网地址。

  三、NAT地址转换

  私网地址只能在局域网中使用,不同的局域网可以使用同样的私网地址,私网地址是不能出现在互联网上的。那么私网地址如何访问互联网呢?这就需要用到NAT地址转换,将内网地址映射到外网地址。

  而NAT地址转换它实现内网的IP地址与公网的地址之间的相互转换,将大量的内网IP地址转换为一个或少量的公网IP地址,减少对公网IP地址的占用。

  家庭网络普遍使用端口映射的方式,NAT的核心是一张映射表(源IP地址,源端口,目的IP地址,目的端口),将内网源IP地址和端口映射到同一个公网地址的不同端口,

  总之,家庭网络由于网络规模比较小,通常使用了192.168开头的私网地址,光猫拨号获取了一个公网地址(或者运营商私网地址),通过NAT方式的映射到这个公网地址的不同端口,访问互联网。主要注意的NAT模式和路由模式是不同的。

  简单了解了关于IP的那些知识,那么重点来了,现在监控项目越来越大,动不动就几百个摄像机了,IP地址咋设置呢?

  四、实例操作超过255个摄像机怎么设置IP

  很多朋友都问到,对于大型监控项目如何设置ip地址?

  对于监控项目来说,很多故障的原因都是跟ip地址设置不当有关,如ip冲突,或者有几路监控图像没有显示等,都是跟ip有一定关联,合理的分配ip地址十分重要。

  一、为什么要合理分配IP

  对于小型监控项目来说,ip地址的设置比较简单,大部分的人都不会出错,对于超过254个点位的监控项目来说,就有些容易出错了,为什么呢?

  第一、如果超过254个点位不划分网段的话,让系统自动分配ip地址的话,容易产生ip冲突。

  第二、如果划分网段的话,在ip地址的分配与子网掩码的设置成了问题,部分朋友对ip地址分配不熟,容易出错。

  那么怎么办呢?划分网段是合理的方式。

  二、大型网络如何分配ip

  对于超过254个点位的监控,虽然不划分网段我们也能够分配ip地址,但一个好的网络规划不单单是简单、勉强的实现功能,更需要注重的是后期的维护与整个网络清晰性与扩展性。

  我们就以实例来看看如何分配ip地址。

  一个厂区的监控工程,分为四个区域,共300个点位,所有设备在一个内网中,主干线通过光缆连接,有两个区域是各70个点位,其它的两个区别是各80个点位,如何来设置他们的ip地址。

  首先来分析,

  要实现这300个点位的监控,实现的方法有两种:

  第一种:不划分网段

  第一种就是不划分vlan,都用二层交换机,直接ip地址可以设置成IP地址范围是192.168.0.1—192.168.1.254,子网掩码为255.255.254.0,共有500个ip地址可以使用,完全足够。

  有朋友可能会有疑问,255.255.254.0这个子网掩码是怎么得出来的,为什么不是255.255.255.0呢?

  子网掩码计算

  这里面单独来说明IP地址范围192.168.0.1—192.168.1.254,这个网段的子网掩码为什么是255.255.254.0?

  这段ip地址范围里面包括两个ip段。

  第一个ip段是:192.168.0.1—192.168.0.254 它的子网掩码是255.255.255.0。

  第二个ip段是:192.168.1.1—192.168.1.254,它的子网掩码是255.255.254.0。

  通俗来说,它们共同的子网掩码就是255.255.254.0。

  第二种:划分网段

  这里面我们着重来看下划分网段的方式,使用三层交换机可以直接划分四个网段。

  主监控地址: 192.168.1.1 255.255.252.0

  A区地址: 192.168.1.2~192.168.1.254 掩码 255.255.252.0 网关192.168.1.1

  B区地址: 192.168.2.1~192.168.2.254 掩码 255.255.252.0 网关192.168.1.1

  C区地址: 192.168.3.1~192.168.3.254 掩码 255.255.252.0 网关192.168.1.1

  D区地址: 192.168.4.1~192.168.4.254 掩码 255.255.252.0 网关192.168.1.1

  这里面每个网段都可以容纳250个点位以上,是完合足够分配每个区域的ip地址的,另外,后续每个区域若有增加点位,都是有足够的预留,值得注意的是,这里面接入层交换机是需要合理的分配,接入层交换机的选择,我们之前有提到过,这里不做过多说明。

  那么这样划分网段有什么好处呢?

  四个区域ip地址比较明显了,如果那个摄像机有问题,可以直接通过批量ping ip地址可以很快定位到那个摄像机出了问题,同时也可以有效防止ip冲突,ip是网络故障中出现频率比较高的问题,也可以减少广播风暴。

  第三种:选择双网口的录像机

  我们先来看看双网口硬盘录像机的两种网络工作模式:网络容错VS多址设定

  网络容错

  两张网卡使用相同的IP地址,选择“主网卡”,可选择LAN1或LAN2为主网卡,当一块网卡的网络出现故障时,系统启用备份网卡来保证系统的网络工作正常。

  多址设定

  两张网卡参数相互独立,网卡相互工作,选择“网卡选择”可分别对LAN1和LAN2进行设置。可选择一张网卡为默认路由,当系统主动连接外部网络时,数据由默认路由转发。

  了解了双网口录像机的两种网络工作模式以后,大家可以看出来,添加跟硬盘录像机不是一个网段的摄像机的时候,我们使用的就是多址设定这种网络工作模式,具体怎么使用呢?

  现在就来教你~

  我们假设现在录像机LAN1口接的路由器的IP地址是192.168.1.1,而我们需要添加的摄像机的网段可以是http://192.168.0.XXX这个网段的。

  此时进入录像机主菜单-系统配置-网络配置-基本配置,将工作模式改成多址设定,网卡选择LAN1,给LAN1分配IP地址192.168.1.100以及其他网络参数,因为此时LAN1是用来连接路由的,所以,我们默认路由选择LAN1。

  我们将连接摄像头的网线接到录像机的LAN2口,网卡选择LAN2,给LAN2分配IP地址为192.168.0.100,

  此时录像机就有两个IP地址,LAN1口用来与外网连接,做外网访问,LAN2口用来连接摄像头,我们再去通道管理-IP通道管理里面添加摄像头,就能既连接外网又能看到监控的画面啦!

  计算机的网络基础知识(三)

  计算机自诞生伊始,经历了一系列演变与发展。大型通用机计算机、超级计算机、小型机、个人电脑、工作站、便携式电以及现如今的智能手机终端都是这一过程的产物。它们性能逐年增强,价格却逐年下降,机体规模也在逐渐变小。

  随着计算机的发展,人们不再局限于单机模式,而是将一个个计算机连接在一起,形成一个计算机网络。从而实现信息共享,同事在能在两台物理位置较远的机器之间即时传递消息。

  计算机网络根据规模可以分为WAN(Wide Area Network,广域网)和LAN(Local Area Network,局域网)。

  将有业务往来的计算机连在一起便组成了私有网络,将多个私有网络连接一起就成了为公众使用的互联网。

  随着互联网爆发性地发展与普及,信息网络如同我们身边的空气,触手可及。但是在以前,对一般人来说使用一台计算机都不是那么容易的事情。

  计算机与网络大致可以分为7个阶段:

  互联网是由许多独立发展的网络通信技术融合而成。能够使它们之间不断融合并实现统一的正是TCP/IP技术。

  那什么是TCP/IP呢?

  TCP/IP是通信协议的统称。

  那什么是协议呢?

  协议

  协议的必要性

  协议就是计算机与计算机之间通过网络实现通信事先达成的一种“约定”。这种“约定”使那些由不同厂商的设备、不同的CPU以及不同的操作系统组成的计算机之间,只要遵循相同的协议就能够实现通信。反之,如果使用的协议不同,就无法通信。

  计算机与网络设备要相互通信,双方就必须基于相同的方法。比如,如何探测到通信目标、由哪一边先发起通信、使用哪种语言进行通信、怎样结束通信等规则都需要事先确定。不同的硬件、操作系统之间的通信,所有的这一切都需要一种规则。而我们就把这种规则称为协议(protocol)。

  协议中存在各式各样的内容。从电缆的规格到 IP 地址的选定方法、寻找异地用户的方法、双方建立通信的顺序,以及 Web 页面显示需要处理的步骤,等等。

  像这样把与互联网相关联的协议集合起来总称为 TCP/IP。也有说法认为,TCP/IP 是指 TCP 和 IP 这两种协议。还有一种说法认为,TCP/ IP 是在 IP 协议的通信过程中,使用到的协议族的统称。

  分组交换 是将大数据分割为一个个叫做包(Packet)的较小单位进行传输的方法。这里所说的包,就如同我们平常在邮局里见到的邮包。分组交换就是将大数据分装为一个个这样的邮包交给对方。

  协议的标准化

  在计算机通信诞生之初,系统化和标准化并未得到足够的重视。因此不同厂商的设备,由于支持的协议不同,仍然无法实现正常的通信。

  就好比语言交流:

  随着计算机重要性的不断提高,很多公司开始逐渐意思是兼容性的重要意义。

  为了解决上述问题,ISO组织制定了一个国际标准OSI,对通信系统进行标准化。

  现在OSI所定义的协议虽然并没有得到普及,但是在OSI协议设计之初作为其指导方针的OSI参考模型却常被用于网络协议的制定当中。

  TCP/IP并非是ISO定制的国际标准,而是由IETF所致力与推进标准化作业的一种协议。现在也作为业界标准,俨然已成为全世界所广泛应用的通信协议。

  协议的标准化使得所有遵循标准协议的设备不再因计算机硬件或操作系统的差异而无法通信。因此,协议的标准化推动了计算机网络的普及。

  协议分层

  ISO在制定标准化OSI之前,对网络体系结构相关的问题进行了充分的讨论并提出了作为通信协议涉及指标的OSI参考模型。这一模型将通信协议中的必要功能分成了7层。

  ** 为什么要分层呢?**

  如果互联网只由一个协议统筹,某个地方需要改变设计时,就必须把所有部分整体替换掉。而分层之后只需把变动的层替换掉即可。把各层之间的接口部分规划好之后,每个层次内部的设计就能够自由改动了。

  值得一提的是,层次化之后,设计也变得相对简单了。处于应用层上的应用可以只考虑分派给自己的任务,而不需要弄清对方在地球上哪个地方、对方的传输路线是怎样的、是否能确保传输送达等问题。

  协议分层就如同计算机软件中的模块化开发

  OSI参考模型中每个层的作用:

  1.物理层(Physical Layer)

  物理层位于 OSI 参考模型的最低层,它直接面向原始比特流的传输。为了实现原始比特流的物理传输,物理层必须解决好包括传输介质、信道类型、数据与信号之间的转换、信号传输中的衰减和噪声等在内的一系列问题。另外,物理层标准要给出关于物理接口的机械、 电气、功能和规程特性,以便于不同的制造厂家既能够根据公认的标准各自独立地制造设备,又能使各个厂家的产品能够相互兼容。

  2.数据链路层(Data Link Layer)

  在物理层发送和接收数据的过程中,会出现一些物理层自己不能解决的问题。例如, 当两个节点同时试图在一条线路上发送数据时该如何处理?节点如何知道它所接收的数据 是否正确?如果噪声改变了一个分组的目标地址,节点如何察觉它丢失了本应收到的分组呢?这些都是数据链路层所必须负责的工作。

  数据链路层涉及相邻节点之间的可靠数据传输,数据链路层通过加强物理层传输原始比特的功能,使之对网络层表现为一条无错线路。为了能够实现相邻节点之间无差错的数据传送,数据链路层在数据传输过程中提供了确认、差错控制和流量控制等机制。

  3.网络层(Network Layer)

  网络中的两台计算机进行通信时,中间可能要经过许多中间结点甚至不同的通信子网。 网络层的任务就是在通信子网中选择一条合适的路径,使发送端传输层所传下来的数据能 够通过所选择的路径到达目的端。

  为了实现路径选择,网络层必须使用寻址方案来确定存在哪些网络以及设备在这些网络中所处的位置,不同网络层协议所采用的寻址方案是不同的。在确定了目标结点的位置后, 网络层还要负责引导数据包正确地通过网络,找到通过网络的最优路径,即路由选择。如果子网中同时出现过多的分组,它们将相互阻塞通路并可能形成网络瓶颈,所以网络层还需要提供拥塞控制机制以避免此类现象的出现。另外,网络层还要解决异构网络互连问题。

  4.传输层(Transport Layer)

  传输层是 OSI 七层模型中唯一负责端到端节点间数据传输和控制功能的层。传输层是 OSI 七层模型中承上启下的层,它下面的三层主要面向网络通信,以确保信息被准确有效地传输;它上面的三个层次则面向用户主机,为用户提供各种服务。

  传输层通过弥补网络层服务质量的不足,为会话层提供端到端的可靠数据传输服务。它为会话层屏蔽了传输层以下的数据通信的细节,使会话层不会受到下三层技术变化的影响。但同时,它又依靠下面的三个层次控制实际的网络通信操作,来完成数据从源到目标的传输。传输层为了向会话层提供可靠的端到端传输服务,也使用了差错控制和流量控制等机制。

  5.会话层(Session Layer)

  会话层的功能是在两个节点间建立、维护和释放面向用户的连接。它是在传输连接的基础上建立会话连接,并进行数据交换管理,允许数据进行单工、半双工和全双工的传送。会话层提供了令牌管理和同步两种服务功能。

  6.表示层(Presentation Layer)

  表示层以下的各层只关心可靠的数据传输,而表示层关心的是所传输数据的语法和语义。它主要涉及处理在两个通信系统之间所交换信息的表示方式,包括数据格式变换、数据加密与解密、数据压缩与恢复等功能。

  7.应用层(Application Layer)

  应用层是 OSI 参考模型的最高层,负责为用户的应用程序提供网络服务。与 OSI 其他层不同的是,它不为任何其他 OSI 层提供服务,而只是为 OSI 模型以外的应用程序提供服务。包括为相互通信的应用程序或进行之间建立连接、进行同步,建立关于错误纠正和控 制数据完整性过程的协商等。应用层还包含大量的应用协议,如分布式数据库的访问、文件的交换、电子邮件、虚拟终端等。

  许多通信协议,都对应了OSI参考模型7个分层中的某层。通过这一点,可以大致了解该协议在整个通信功能中的位置和作用。

计算机的网络基础知识

网络,已成为我们现实生活中一个重要的组成部分。然而作为一项新的科技成果,网络知识的普及仍然是一个亟(qi)待解决的问题。主要表现如下:对于年轻一代,尽管懂得电脑和网络的应用,但知之不全,表现为,懂得建博客的人,未必懂得图像
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