第一章 计算机网络概述

本文涉及的产品
全局流量管理 GTM,标准版 1个月
公共DNS(含HTTPDNS解析),每月1000万次HTTP解析
云解析 DNS,旗舰版 1个月
简介: 计算机网络概述

  一、局域网、广域网、Internet

    1、局域网:覆盖范围较小、自己花钱买设备来组件小型网络,宽带固定,自己维护

        覆盖范围小:相比于整个internet来讲,局域网肯定很小了,例如,校园网、企业网,覆盖范围也就那么一点

        自己花钱买设备维护:比如以下的是校园网, 三个教室,每个教室都有电脑,每台电脑都连自己教室里的交换机,接入交换机又连到学校里一个更大的汇聚交换机,汇聚交换机连接外面的网络,校园内每间教室或者每个用网的地方都是如此来上网的,这样学校自己花钱买的交换机, 自己来维护自己学校里面的网络。

              

        宽带固定:因为是局域网,范围小,网络部拥堵,几乎就是有多少带宽,趋于稳定

   2、广域网:距离远 花钱租带宽

        例如:看下图,我们不管哪个地方上网,都必须联网,上网能访问一些网站,跟别人聊天,为什么呢?因为有一些ISP在帮我们做牵线工作。ISP(Internet Service Provider)因特网服务提供商,电信、联通、移动等, 它们在各个地方埋网线,有自己的主机、 然后我们出钱连入他们的网络,就能访问上网了。有一些网站站点放在电信机房中,我们电信网去访问,就会比较快,因为通往主机那边的地址的方式很多,如果电信网访问放在联通主机房中的网址,则相对会受到影响。

        

    3、Internet

        

二、计算机数据通信的过程

      需要讲解到:

    路由器的功能:转发收到的分组。

    什么是分组? 发送一段数据,将该段数据进行分组发送,而不是一次性全发送完。

    什么是分组交换?在网路中,路由器跟路由器之间有一定的距离, 我们计算机要发送一段数据出去,首先将数据分成n个分组,在每个分组前特定的头部,就成了数据包。 然后将数据包发送到路由器,通过路由器来接受这些数据包,然后一部分一部分的发送,接受,在发送其中一个数据包的过程中,占用了其中的道路,发送完这一个,就释放,并不是一直占用该资源,直到传输结束,在其接受或发送数据时,也可以接受或发送别的数据,看先接受谁,就先发送谁,其实就是一个队列

    分组交换、电路交换、报文交换的区别?

        电路交换:就是电话线, A打给B ,AB之间的电话线就接通了,那么不管他两说没说话,说多久,直到挂断之前,该线都是在占用之中。

        报文交换:一次性发送完整的数据,那么该段路就被占用,传完就释放,然后接下一步的传送。直到到达目的地

        分组交换:高效、灵活、迅速、可靠。

    通过一张图来讲解    情景: 1号计算机和2号计算机组成局域网, 主机1、主机2、主机3就相当于电信的主机,网页都存在在主机中,

              

          

          1、ip地址跟MAC地址?

              每个计算机都有自己独特的ip地址,全球独一无二,跟电话一样,有些电话是 031-开头 有些地区是079开头, 这是分地区的,ip地址也是一样,

              mac地址:每台计算机上都有一个物理地址,也是独有的。在网卡上面,路由器也有mac地址。

              

          2、1号计算机如何通过www.baidu.com来访问到百度的主页?

                每台计算机上都有DNS解析器, 通过DNS将域名解析成对应地址,

                路由器每次识别目标ip地址,以此来更改原mac地址和下一步目标的mac地址,

            

             

          3、主机如何将网页数据发回请求的计算机?

              1、将要返回的数据分成N份

              2、每次将发送几分到缓存中,缓存就相当于队列,先进先出,缓存中发一份发回请求的计算机

              3、计算机接到第一份,返回一个数据,让主机发送下一份,然后将缓存中刚才发送的那一份删除

              4、如果中途数据丢包,则从缓存中继续发送刚才不成功那一份,直到接收到请求的计算机发回的确认数据。

            

三、OSI参考模型

    OSI(Open Systems Interconnection Reference Model)OSI/RM 简称 OSI 开放系统互连参考模型,通俗的将就是我们说的7层协议的体系结构

          应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、链路层、物理层

    7层分别的作用是什么?都干了些什么?
    
注意:这七层是在发送数据到网线之前,在计算机中内部就已经经过了这7层,不是在传输过程中才慢慢经过这7层的。

      应用层:所有产生网络流量的程序

      表示层:在传输数据之前进行的一些操作(加密,压缩,发送数据使用的编码等)

          例如:发送数据使用的是UTF-8来编码, 而在浏览器用别的编码来解码,就会出现乱码,这就是表示层出现了问题

      会话层:在传输数据时,需要通道,就需要创建会话,以防请求方和目标方不知道谁是谁。

          例如:访问百度, 则会与主机上存放百度网页的地址创建了会话,请求接收到了全部数据,则会话结束

      传输层:就是传输数据的过程,因为有了前面表示层和会话层做的一些事情,已经传输数据的条件了

          可靠传输:通过网址访问主机之间,进行的传输是一来一往,而且进行多次交流,多个数据包,

          不可靠传输:通过网址到DNS解析器解析域名真实地址的过程,就是不可靠传输,只需要一个数据包,去一个,回一个就完成了。

      网络层:规划最佳路径,规划ip地址,

          传输数据到目标地址的过程中,经过哪些路由器,也就是走什么路径,就是网络层做的事情

      数据链路层:对数据帧的开始与结束 差错校验

          发送数据是分组发送的,不是一次性发送,每次发送一组数据,如何知道这一组数据就是我们发的呢,就需要在数据的开始和结束定义一个特殊的东西,让路由器或交换机知道该数据什么时候开始,什么时候结束

          差错校验,在接受完一组数据后,校验数据是否完整,如果有问题,则丢掉,让计算机重新发一次。

      物理层:定义网络接口标准

          网线的水晶头,里面都市8根线,0101如果定义,用1V代表1,0V代表0,类似这样规定,不可能一个商家50V代表1,这样1V那个规定将会出现问题

    OSI参考模型和TCP/IP协议图

          

    发送数据:数据的封装,各个层次都做了什么事情

            

      数据封装后的样子

            

  

      接受数据,解封装

            

四、计算机上的各种性能指标解释

    速率、带宽、吞吐量、时延、时延带宽积、往返时间、利用率

    1、速率:在计算机与计算机之间通信时传输数据位数的速率 单位 bit/s 1 bit也就是 1 位

        byte 与 bit 的区别和换算

        byte:字节    bit:位

        1byte = 8bit

        按字节换算

        1 k = 1024byte  M与byte之间的换算是1024

        1M = 1024K   

        按位换算

        1kb = 1000bit

        1Mb = 1000Kb

        1Gb = 1000Mb

      问题一:我们人们常说的我的网络是8M 为什么下载速度只有1M/S呢?

         这里的8M,单位是Mb,也就是按位来算的, 而下载速度是按字节算的 8M = 8000Kb = 8000,000bit = 1000,000 byte ≈1000kb ≈1M

            所以一般都市直接除以8,8M的网络下载速度就是1M/s 100M的网下载速度也就10M/s

     2、带宽

        接口支持最高的传输速率, 也就是我们的带宽是8M, 带宽是100M. 就是最高支持一次传输8M,自己换算一下,能传多个位。

     3、吞吐量:单位时间内通过某个网络的数据量

        简单的说,就是通过一根网线一次性传输的多少个位,最高位就是带宽,但不是每次传输都达到了带宽值,有可能通过的只有3M,5M,都不一定,通过的量就是我们说的吞吐量

     

     4、时延:发送时延、传播时延、处理时延、排队时延

        发送时延 = 数据块长度(bit)/信道宽度(bit/s)

          通过一个特定情景来讲解

                    

            A----------------路由器---------------------B

          A发送0101010101(10bit)数据到B 带宽是10bit/s  A距离B 100米 信号在信道上的传播速率 10米/s

          当从开始发送1到最后一个0从A的网卡中出来结束,发送时延 = 10bit/10bit/s = 1s

        传播时延 = 信道长度(米)/信号在信道上传播速率(米/秒)

          传播时延:从A发送1开始,到路由器,接受最后一个0结束,这一段也算是传播时延,路由器到B之间也是 100/10 = 10秒。 在电线上花费的时间是10秒

        排队时延:路由器接受数据,有一个缓冲区,相当于队列,数据到路由器,先到缓冲区排队等待路由器一个个接受数据,直到路由器开始接受第一个位,这就是排队时延,从路由器出来也需要排队时延

        处理时延:路由器开始接受第一个位,这就开始处理数据了,到最后一个位接受完,这之间就是处理时延

      5、时延带宽积: 其实也就是在信道中有多少位数据在其中,用的是带宽,也就是最高的数据。

          传播时延 * 带宽

  

      6、往返时间:从A到B,在B返回数据到A,之间用了多少时间,

          使用命令 ping www.baidu.com 从我们浏览器到存放百度地址的主机,然后返回数据到我们计算机需要的时间

          

    

      7、利用率

          信道利用率: 有数据通过时间/(有+无)数据通过时间

          网络利用率:信道利用率相加就是网络利用率

          一张图就能看清楚

          

  五、总结

    通过这一章节,可以大概了解什么是网络,局域网,广域网,计算机之间如何通信,访问网址是如何得到网页数据的,OSI参考模型,以及对应的协议关系。接下将学习几大层具体的细节。敬请期待。

相关文章
|
28天前
|
机器学习/深度学习 运维 安全
图神经网络在欺诈检测与蛋白质功能预测中的应用概述
金融交易网络与蛋白质结构的共同特点是它们无法通过简单的欧几里得空间模型来准确描述,而是需要复杂的图结构来捕捉实体间的交互模式。传统深度学习方法在处理这类数据时效果不佳,图神经网络(GNNs)因此成为解决此类问题的关键技术。GNNs通过消息传递机制,能有效提取图结构中的深层特征,适用于欺诈检测和蛋白质功能预测等复杂网络建模任务。
59 2
图神经网络在欺诈检测与蛋白质功能预测中的应用概述
|
22天前
|
SQL 存储 安全
网络安全与信息安全概述####
本文探讨了网络安全(Cybersecurity)和信息安全(Information Security)的基本概念及其差异,重点介绍了网络安全漏洞、加密技术及安全意识在信息保护中的重要性。本文旨在通过深入分析这些关键技术和策略,提升对信息安全整体性的理解,帮助读者在数字化时代更好地应对信息安全挑战。 ####
|
2月前
|
机器学习/深度学习 存储 自然语言处理
深度学习入门:循环神经网络------RNN概述,词嵌入层,循环网络层及案例实践!(万字详解!)
深度学习入门:循环神经网络------RNN概述,词嵌入层,循环网络层及案例实践!(万字详解!)
|
2月前
|
机器学习/深度学习 PyTorch API
深度学习入门:卷积神经网络 | CNN概述,图像基础知识,卷积层,池化层(超详解!!!)
深度学习入门:卷积神经网络 | CNN概述,图像基础知识,卷积层,池化层(超详解!!!)
|
4月前
|
存储 网络协议 安全
|
4月前
|
数据采集 移动开发 Python
六:《智慧的网络爬虫》— 正则表达式概述
【8月更文挑战第7天】本文介绍了正则表达式的基本概念、用途,如表单验证和爬虫,以及Python中re模块的使用,包括match(),match()函数、元字符、预定义字符集、重复匹配、位置匹配、非贪婪模式和re模块的常用方法如compile(),search(),findall(),split(),sub()等。
76 1
六:《智慧的网络爬虫》— 正则表达式概述
|
3月前
|
Linux 调度 Docker
容器网络概述
【9月更文挑战第9天】容器技术利用如命名空间(namespace)和控制组(cgroup)等技术创建隔离环境,实现资源限制与独立运行。命名空间避免命名冲突,cgroup则能对CPU、内存等资源进行限制。容器状态可通过镜像保存并标准化,确保在任何环境中都能复现相同状态。
|
4月前
|
存储 NoSQL MongoDB
八:《智慧的网络爬虫》— MongoDB概述
【8月更文挑战第14天】本篇文章简单介绍了MongoDB的下载和安装以;其基本的操作语法,并附上每个语法的代码示例,为后续的爬虫学习打下基础
51 0
八:《智慧的网络爬虫》— MongoDB概述
|
4月前
|
SQL 数据采集 关系型数据库
七:《智慧的网络爬虫》— MySQL概述
【8月更文挑战第11天】本篇文章详细的介绍了MySQL数据库的安装与使用;并讲述了MySQL的基本操作及其应用语法
55 0
七:《智慧的网络爬虫》— MySQL概述
|
4月前
|
Linux 调度 Docker
容器网络概述
【8月更文挑战第7天】容器就是 Container,而 Container 的另一个意思是集装箱。其实容器的思想就是要变成软件交付的集装箱。集装箱的特点,一是打包,二是标准。
下一篇
DataWorks