网络概述基础【1】

概述

连接到网络并直接参与网络通信的所有计算机都归为主机。主机可以称为终端设备。一些主机也称为客户端。但是，术语“主机”专门是指网络上为通信目的分配了编号的设备。该数字标识特定网络中的主机。此数字称为Internet协议（IP）地址。IP地址标识主机和主机所连接的网络。

服务器是具有软件的计算机，该软件允许它们向网络上的其他终端设备提供信息，例如电子邮件或网页。每个服务都需要单独的服务器软件。例如，服务器需要Web服务器软件才能向网络提供Web服务。具有服务器软件的计算机可以同时为许多不同的客户端提供服务。

计算机网络发展

• 第一个阶段
  60年代，标志性事件ARPANET，实现了分组交换
• 第二个阶段
  70-80年代，标志性事件NSFNet，实现了TCP/IP技术
• 第三个阶段
  90年代，是西安了浏览器时间，浏览器Mosaic，是WEB技术

简而言之，计算机网络就是俩个不在同一地理位置的主机，通过传输介质和通信协议实现的通信和资源共享。

点对点网络

一台计算机充当网络上的服务器和客户端。这种类型成为对等网络。
优点：
- 易于设置
- 不太复杂
- 降低成本
- 可用于简单任务
缺点：
- 没有集中管理
- 不安全
- 不可扩展
- 降低服务器性能

终端设备

为了将一个终端设备与另一个终端设备区分开，网络上的每个终端设备都有一个地址。终端设备启动通信时，它使用目标终端设备的地址来指定将消息传递到的位置。

终端设备是通过网络传输的消息的源或目标。

中间设备

中间网络设备执行以下部分或全部功能：

重新生成并重新传输通信信号
维护有关通过网络和互联网络存在哪些途径的信息
通知其他设备错误和通讯故障
发生链路故障时，沿备用路径直接引导数据
根据优先级对消息进行分类和定向
根据安全性设置允许或拒绝数据流

网络传输媒介

通信通过网络在媒体上传输。媒体提供了消息从源传播到目标的通道。

现代网络主要使用三种类型的媒体来互连设备，如图所示：

• 电缆中的金属线–数据被编码为电脉冲。
• 光纤（光缆）中的玻璃纤维或塑料纤维–数据被编码为光脉冲。
• 无线传输–通过调制特定频率的电磁波对数据进行编码。

拓扑结构

拓扑分为物理拓扑和逻辑拓扑。
物理拓扑：说明中间设备和电缆安装的物理位置。
逻辑拓扑：说明设备和端口的寻址方案。

1. 星型拓扑
   优点：易于实现
   易于网络扩展
   易于故障排查
   缺点：成本大
   中心节点压力大
2. 网型拓扑
   可靠性高，具有容错性，组网成本也高

IEEE 802.3 – .3局域网有线标准
IEEE 802.11 无线局域标准

局域网和广域网

LAN 局域网: 通常用于企业，家庭，小型部门，通信距离1km左右

WAN 广域网：表示对较大的地理区域或其他的网络进行访问，通信距离从十几到几千米

互联网

全球范围内的网络互联

网络架构

网络架构的评判标准：

	- 容错能力
	- 可扩展性
	- 服务质量
	- 安全

容错网络是一种在故障期间限制受影响设备数量的网络。它被构建为允许在发生此类故障时快速恢复。这些网络取决于消息的源和目标之间的多个路径。如果一条路径失败，则会立即通过其他链接发送消息。具有到目的地的多个路径称为冗余。

可扩展性：
可扩展的网络迅速扩展以支持新用户和应用程序。这样做不会降低现有用户正在访问的服务的性能。

服务质量：交付服务的质量

当带宽需求超过可用数量时，就会发生拥塞。网络带宽以一秒内可以传输的位数或每秒的位数（bps）来衡量。当尝试通过网络进行同时通信时，对网络带宽的需求可能会超过其可用性，从而造成网络拥塞。

当流量超过网络上可以传输的流量时，设备会将数据包保存在内存中，直到有可用的资源来传输它们为止。在该图中，一个用户正在请求一个网页，而另一个正在打一个电话。有了QoS策略，路由器可以管理数据和语音流量，如果网络出现拥塞，则可以优先进行语音通信。

网络安全

网络管理员必须解决两种类型的网络问题：网络基础结构安全，信息安全
网络安全的三个评判标准 :

• 机密性：数据机密，只有目标的和授权的收件人能够读取信息数据
• 完整性：确保用户从始发地到目的地的信息没有改变
• 可用性：数据可用性确保用户及时可靠的访问授权用户的数据服务

保护网络的是计算机网络必要的责任。涉及到技术设别，工具和技术，保护数据的并且缓解威胁
常见的网络攻击：

• 病毒，蠕虫和特洛伊木马–它们包含在用户设备上运行的恶意软件或代码。
• 间谍软件和广告软件–这些是在用户设备上安装的软件类型。然后，该软件会秘密收集有关用户的信息。
• 零时差攻击–也称为零时差攻击，它们在已知漏洞的第一天发生。
• 威胁参与者攻击–恶意人员攻击用户设备或网络资源。
• 拒绝服务攻击–这些攻击会使网络设备上的应用程序和进程变慢或崩溃。
• 数据拦截和盗窃–此攻击从组织的网络捕获私人信息。
• 身份盗用–这种攻击会窃取用户的登录凭据以访问私有数据。
  

一般解决方案

对于小型家庭网络和小型办公室网络的基本安全组件：

• 防病毒和反间谍软件
  这些应用程序有助于保护终端设备免受恶意软件的感染。
• 防火墙过滤
  防火墙过滤可阻止未经授权的网络访问和出入。
• 专用防火墙系统
  提供了更高级的防火墙功能
• 访问控制列表（ACL）
  基于IP地址和应用程序过滤访问和流量转发。
• 入侵防御系统（IPS）
  识别快速传播的威胁，例如零时或零时攻击
• 虚拟专用系统（VPN）
  虚拟专用网络为远程工作人员提供了对组织的安全访问。

OSI七层

TCP-6
UDP-17

协议

应用层（HTTP，FTP，TFTP，SMTP，SNMP，DNS）上层数据 上层数据
传输层（TCP，UDP） TCP头部 +上层数据 数据段
网络层（ICMP，IGMP，IP，ARP，RARP） IP头部+TCP头部+上层数据 数据包
数据链路层＃由底层协议决定 MAC头部+IP头部+TCP头部+上层数据 数据帧
物理层＃由底层协议决定 1001010101001011010 比特流