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计算机网络资料详解概述

计算机网络是我们日常使用的互联网的基础,它涉及数据传输设备连接网络性能等多个方面。本文将探讨计算机网络的基本概念和性能指标,以及如何排查和解决网络问题
首先,让我们了解一下计算机网络的组成部分。计算机网络可以分为局域网和广域网。局域网是指覆盖范围较小的网络,通常在家庭、办公室或校园内部使用。它通常需要自己购买设备,带宽固定,自己维护。而广域网则覆盖更广的范围,比如城市或国家,需要通过运营商租用带宽。
接下来,我们来看一下数据在网络中的传输过程。当我们在浏览器中输入网址并访问一个网站时,我们的请求会被封装成数据包,其中包括数据和网站的ip地址。数据包会经过一系列的网络设备,如路由器、交换机等,最终到达目标网站。在这个过程中,数据包的物理地址会不断变化,以确保数据能够正确地传输。
网络传输过程中,还有一个重要的概念叫做OSI参考模型。OSI参考模型是一个七层的协议模型,每一层都负责不同的功能。最顶层是应用层,负责提供用户界面和网络应用程序;接着是表示层,负责数据的加密、压缩和转换;会话层负责建立和管理网络连接;传输层负责数据的可靠传输和流量控制;网络层负责数据包的转发和路由选择数据链路层负责数据包的封装和解封装;最底层是物理层,负责定义网络设备的接口和电气标准。
当我们遇到网络问题时,可以参考OSI参考模型进行排查。例如,如果发现网络连接不稳定,可以检查物理层的连接状态和数据传输情况;如果出现数据传输错误,可以检查数据链路层的物理地址是否正确;如果网络访问速度慢,可以检查网络层的路由选择和数据传输路径。
除了网络问题排查,网络安全也是我们关注的重要问题。我们可以通过物理层的安全措施,如拔掉不用的网线或接口,防止他人私自接入网络。在数据链路层,可以使用ADSL账号密码VLAN交换机端口绑定MAC地址等安全措施。在网络层,可以使用访问控制列表(ACL)和防火墙来控制数据包流量。而在应用层,我们需要关注应用程序的安全性,确保没有漏洞可被利用。
除了以上提到的网络性能指标,我们还可以关注网络的速率、带宽、吞吐量、时延、往返时间和利用率等指标。速率是指连接在计算机网络上的主机上传送数据位数的速率,单位是b/s。带宽是指数字信道所能传送的最高数据率,单位也是b/s。吞吐量是指在单位时间内通过某个网络的数据量,单位也是b/s。时延是指数据在网络中传输所需的时间,包括发送时延、传播时延、处理时延和排队时延。往返时间(RTT)是指从发送方发送数据开始,到发送方收到接收方确认数据的时间。利用率是指信道利用率,即有数据通过的时间与总时间的比值。
通过了解计算机网络的基本概念和性能指标,我们可以更好地理解网络的运作原理,并能够更有效地排查和解决网络问题。同时,我们也要关注网络安全问题,确保网络的安全性。

第一章 计算机网络概述

计算机网络资料详解概述

局域网:覆盖范围小,自己花钱购买设备, 带宽固定10M 100M 1000M,自己维护,最远100m

广域网:距离远(>100m),花钱租带宽

Internet:ISP是电信运营商internet service producer

自己的机房,对网民提供访问Internet

网站的访问:帧:数据包包括数据+网站和请求端的IP地址;后两部分是目标mac地址和原mac地址,即物理地址,传播过程中一直在变化。

数据的请求:

数据的返回:网页上的数据是一块块发送给请求端的,成功接收后会发送反馈信息,此时链路中的缓存可以删掉了。数据接收完成后,会拼接恢复网页。

OSI参考模型:

应用层——所有能产生网络流量的程序

表示层——在传输之前是否进行加密 或 压缩 处理,二进制或ASCII码表示

会话层——查木马,看需求端和网站之间的连接

传输层——可靠传输,流量控制,不可靠传输(一个数据包即可,不需要建立会话,例如向DNS查询网站IP地址)

网络层——负责选择最佳路径,规划IP地址(IPv4IPv6变化只会影响网络层)

数据链路层——帧的开始和结束,还有透明传输,差错校验(纠错由传输层解决)

物理层——定义网络设备接口标准,电气标准(电压),如何在物理链路上传输的更快

OSI参考模型对网络排错的意义:

每一层都为上一层提供服务,一旦某一层崩了,上面所有层都崩了,所以排查问题从最上层(物理层)排查;

1.物理层故障怎么办?查看链接状态,发送和接收的数据包数值;

2.数据链路层故障怎么办?Mac地址冲突,2个一样的Mac地址同时访问;ADSL(非对称数字用户线路)欠费;两端的接口网速没有协商一致;计算机连接到其它VLAN(虚拟互联网)中。

3.网络层故障怎么办?配置错误的IP地址,子网掩码,网关;数据有没有通过各个网关到达指定位置;

4.应用层(合并3层)故障怎么办?应用程序配置问题

OSI参考模型和网络安全解决办法

1.物理层安全隐患?别人能私自接入你的网络,应该拔掉不用的网线或接口;

2.数据链路层安全隐患?ADSL账号密码,VLAN,交换机端口绑定Mac地址

3.网络层安全隐患?路由器上使用ACL(访问控制列表)控制数据包流量;防火墙设置

4.应用层安全隐患?应用程序有没有漏洞;

计算机网络的性能:

1.速率,连接在计算机网络上的主机在数字信道上传送数据位数的速率,也称data rate或bit rate(比特率),单位是b/s, kb/s, Mb/s, Gb/s。和正常理解的网速的关系是除以8.

2.带宽,数据通信领域中,数字信道所能传送的最高数据率,单位是b/s, kb/s, Mb/s, Gb/s。常见的是Mpbs。

3.吞吐量,在单位时间内通过某个网络的数据量,单位是b/s, Mb/s。

4.时延,包括发送时延,传播时延,处理时延,排队时延。发送时延等于数据块长度(bit)除以信道带宽(bit/s). 更快的发送速度意味着波长越短,链路上的数据量更大;更快的传播速度意味着在网线中更快的传播速度。

5.时延X带宽(时延带宽积),有多少数据正在线路上。

6.往返时间(RTT, Round-Trip Time),从发送方发送数据开始,到发送方收到接收方确认数据的时间。例如ping一下。

7.利用率,包括信道利用率:有数据通过的时间/总时间

网络利用率:信道利用率的加权平均

网络当前时延D = 网络空闲时时延D0 / (1 - 信道利用率U)

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