網絡操作系統

1、計算機網絡概述

1.1 計算機網絡的拓撲結構

星形拓撲結構:每一箇中心結點通過點—點方式與若干個遠程結點相連,使網絡的拓撲結構呈 現放射狀的星形。

樹形拓撲結構

公用總線型:將若干個網絡工作站(結點)分別通過一個連接器,連接到一條高速公用總線上所形 成的網絡拓撲結構

環形網絡結構:這是通過點—點的連接方式,將所有的轉發器連接成一個環形,其中的每個轉發器可 用於連接一個網絡工作站,站上的信息通過轉發器傳送到環路上,信息在環路上只作單方 向流動。

網狀形拓撲結構:由通信子網和資源子網構成,任意資源子網的通信通過通信子網進行。

1.2 計算機廣域網絡

1.2.1 公用電話交換網

在兩個或多個結點之間建立暫時通信線路(或鏈路)的操作。建 立鏈路的操作是由交換中心完成的。兩個結點在通信之前,須先建立鏈接,然後源結點把信息 通過該鏈路發送給交換中心,再由交換中心把信息轉發到目標結點,通信結束後便拆除該鏈接。

1.2.2 分組交換網

採用 存儲——轉發的工作方式

分組交換網是以分組作爲傳輸的基本單位。一個分組由分組頭和正文兩部分組成。正 文是用戶要傳送的信息,而分組頭則是用於控制該分組在網絡中傳輸所必需的(控制)信息。 當源主機要發送一份報文時,須首先將報文分解成若干個定長的信息正文段,併爲每個正 文段配上分組頭,形成若干個分組,然後再逐個地發送分組。網絡中的中繼結點即分組交 換設備 PSE 先將各分組接收下來,存儲在定長的多個分組緩衝區中,再對所接收的信息進 行差錯檢測,若無錯,再爲每個分組選擇一條適當的傳輸路由,並將分組轉發出去。

1.2.3 幀中繼網

存儲——轉發方式,幀交換方 式中傳輸的基本單位是幀,其長度是可變的。

1.2.4異步傳輸方式(ATM)

  傳輸原理:ATM 是以信元(Cell)爲基本傳輸單位的。信元由信頭(5 個字節)和信息段(48 個字節)組 成,

                        ATM 通過信頭來識別信元。傳輸每個信元花費時間相同,在每個時間片內傳輸一個信元。

交換方式:定長交換和時間片交換

 

1.3 網絡互連

網絡互連設備有集線器,路由器,網關,交換機

集線器:工作在物理層,通過集線器可以實現多臺電腦的互聯互通。採用廣播方式傳送數據,集線器所有端口

               共享帶寬

交換機:工作在數據鏈路層,第一次採用廣播方式傳送數據,之後會依據自己的mac地址表進行有目的的傳送,交換機

               的每一個端口獨享帶寬。

路由器:工作在網絡層,依據ip地址有目的的傳送,分割廣播域,防火牆功能

 

2、網絡體系結構

2.1 開放系統互連參考模型 OSI/RM

分爲七層,從低到高:物理層,數據鏈路層,網絡層,傳輸層,會話層,表示層,應用層

物理層功能:(1) 物理鏈接的建立與拆除(2) 物理服務數據單元傳輸。(3) 物理層管理。

數據鏈路層功能:(1) 數據鏈路連接的建立和釋放 (2) 數據鏈路協議數據單元的形成:將數

                           據鏈路服務數據單元配上數據鏈路協議控制信 息,形成數據鏈路協議數據單元。

                            (3)流量控制(4)差錯檢測和恢復

網路層功能:(1) 網絡連接服務(2)路由選擇(3)分段和組段(4)流量控制(5)差錯檢測和恢復

 

2.2 TCP/IP 網絡體系結構

由網絡互連協議 IP 和傳輸控制協議 TCP 一起,構成了著名的 TCP/IP 協議

模型

網絡訪問層:對應於osi/rm的數據鏈路層和物理層,主要關注於兩個端系統之間的數據通信,

                      以及兩個端系統藉以通信的網絡類型

網絡互連層:ip協議提供面向無連接,不可靠的傳輸服務,ip用於異構型網絡和路由選擇

傳輸層:傳輸層中最主要的協議是傳輸控制協議 TCP(Transmission Control Protocol),

                它所提供 的是面向連接的、可靠的端—端通信機制。

應用層:在應用層就有許多應用層協議,如用於支持文件傳輸的文件傳輸協議 FTP、

           提供 電子郵件服務的簡單郵件傳送協議 SMTP、遠程登錄協議 TELNET

 

 

2.3 ipv4協議

功能:尋址,分段和組段,路由選擇

ipv4規定ip地址爲32位,分爲兩部分,網絡號和主機號

  • 網絡號碼字段(Net-id)。IP地址的網絡號碼字段用來標識一個網絡,網絡號碼字段的前幾位用來區分IP地址的類型。

  • 主機號碼字段(Host-id)。主機號碼字段用來區分一個網絡內的不同主機。對於網絡號相同的設備,無論實際所處的物理位置如何,它們都是處在同一個網絡中。

2.4、傳輸層協議 TCP 和 UDP

1) 傳輸控制協議 TCP

TCP 則提供了面向連接的、 可靠的端—端通信機制。

面向連接:在端系統要傳送數據前,應先進行端—端之 間的連接;在數據傳送完後,應拆除連接

可靠:,即使網絡層(通信子網)出現了 差錯,TCP 協議仍能正確地控制連接的建立、數據的傳輸和連接的釋放

tcp採用確認重發機制,還有流量控制來保證可靠性。

確認重發機制:接收方每收到一個 正確的數據段時,都應根據數據段中的發送序號,給發送方回送一個用於

                       確認的 ACK 段。 如果所接收的數據有錯,則要求對方重發

2) 用戶數據報協議 UDP

一種無連接的、不可靠的協議,傳輸速率高,適用於對準確度要求不高,實時性要求高的業務。

 

2.5、局域網參考模型(lan/rm)

 

2.6 ip地址和域名

1) IP 地址

IP 地址是在 Internet 中主機(包括工作站、服務器、路由器等)的地址標識,且在整個Internet中是唯一的。

每個主機的 IP 地址都是由網絡標識和主機標識兩部分組成,可分爲 A、B、C 三類。 A 類 IP 地址用第

1 個字節作爲網絡標識,用後 3 個字節作爲主機標識;B 類 IP 地址用前兩 個字節作爲網絡地址,後

兩個字節作爲主機標識;C 類地址用前 3 個字節作爲網絡地址標識, 後一個字節作爲主機地址標識。

2)域名

域 名則是面向用戶的主機標識符,它便於人們的理解和記憶。IP 地址和域名之間一一對應

 

2.7 web服務

Web 是一種信息檢索工具,Web 檢索則可以一次從多 臺主機中找到所需數據,且允許在

 這多臺主機中使用不同類型的數據。

2.7.1超文本標記語言html

HTML 是用於創建超文本文件的編程語言。可用該語言向普通文件中添加一些特殊的 標識符,

使在所生成的文件中,含有其它多種類型的文件,如聲音,圖像等,我們把這種 文件稱爲超文本文件。

2.7.2 超文本傳輸協議httP

利用該協議來傳輸 簡單的文本、超文本、聲音信號和圖像,以及任何在 Internet 上可以訪問的信息。

 

HTML 中還引入了一個特殊的參數 URL(Uniform Resource Locator),URL 是一個簡單 的格式化

定位器(字),用於描述瀏覽器在檢索資源時所用的協議、資源所在的主機名、資源 的路徑名和文

件名。URL 的一般格式爲: 協議 +“: //”+ 主機域名或 IP 地址 +“:”或“/”+ 路徑名或文件名

例子    http://WWW.netscape.com/index.html

          協議名  主機名 文件路徑與文件名

 

3、客戶/服務器模式(c/s)

一般建立在專用網絡上,客戶機和服務器端需要安裝特定的軟件,服務器端的修改或升級都會導致客戶端相應軟件的更改升級。

隨着應用的增多,會使得客戶端變得非常臃腫,不利於維護。

4 瀏覽器/服務器模式(B/S)

建立在廣域網,web瀏覽器,web服務器,數據庫服務器共同構成了B/S模式。

客戶機不是直接去訪問 Internet 中的(數據庫)服務器,而是訪問 Web 服務器,再由 Web 服務器代理客戶機去訪問某個(些)(數據庫)服務器。

只需要在客戶機上安裝一個web瀏覽器就可以訪問到不同的應用,有利於後期的維護。

5、域名解析過程

當一個用戶 A 進程要查詢用戶 B 所在主機的域名時,他可以按下述步驟進行:

(1) 客戶首先向本地域名服務器發出查詢請求包 IP(netlab.cs.nakai.edu.cn);

(2) 如 果 本 地 服 務 器 不 知 道 該 域 名 , 便 向 頂 級 域 名 服 務 器 發 出 查 詢 請 求 包 IP(netlab.cs.hankai.edu.cn);

(3) 頂級服務器通常不知道查詢的域名,但它知道所有下屬域名服務器的 IP 地址 (202.113.16.10),因此,它便將所查詢的第二級域名服務器的 IP 地址,返回給本地服務器;

(4) 本地服務器又向第二級域名服務器進行查詢;

(5) 由於它仍不知道所查詢的域名,於是它便將所查詢的第三級域名服務器的 IP 地址 (202.113.27.1)返回給本地服務器;

(6) 本地服務器又向第三級域名服務器進行查詢;

(7) 由於在第三級服務器中找到了所查詢的域名,於是把該域名所對應的 IP 地址 (202.113.56.10)回送給本地服務器;

(8) 由本地服務器將客戶所查詢的域名對應的 IP 地址傳送給客戶機

 

 

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