一、计算机网络概述

1.1计算机网络在信息时代作用

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数字化：比如数码相机拍的照片
网络化：数据信息连接。可以提供：连通性，交换性，信息共享，软硬件共享。
信息化：手机打电话

数字化，信息化都离不开网络化。

1.2 因特网概述

网络，互联网：

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左下角：交换机。
右下角：路由器。这个示例中只有4个以太网口，可以接4个交换机。

许多计算机连接在一起就是网络（network）；
很多网络之间连接起来（这里是通过路由器），就是互联网（internet）；
路由器有广域网接口，可以传输的很远。

因特网：

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因特网：全球最大的一个互联网（Internet）。
注意internet和Internet的区别。

整个Internet（因特网）使用的就是TCP/IP协议簇。

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那么现在整个Internet就相当一个很大的网络。
思想就是，（可以看出一个网络）不管里面的协议有多么的复杂，只要你扔给我一个数据包就会转发过来，扔给你一个数据包就会转发去。

因特网发展三个阶段

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第2阶段，就是1985美国将6个大学连接起来。几个地区网络来连接起来。
网络服务提供者。

第3阶段，多层ISP（1级ISP，2级ISP，3级ISP）来提供服务。

1983年都是美国国防部在使用，没有对外开放。那时候有甚多安全问题都没有考虑。

IPv6考虑了一部分安全问题。

什么是多层次结构ISP？

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eg:河北电信可以是一个二层ISP，可以向Internet申请一个地址范围。
网站可以放在1-3级各个层次ISP。

双线机房的好处.png

因特网的标准化工作

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因特网研究部IRTF：因特网的理论方面的研究和长远性发展的问题。
因特网工程部IEFE：集中研究短期和近期的问题。下面分为很多领域。

互联网上有专门的组织来制定标准。

1.3 因特网组成

大的来分，可以分为核心部分和边缘部分：

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计算机能够通信的网络，我们称为核心部分。
接入到网络的计算机，都属于边缘部分。

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主机之间的通信方式：
1）客户服务器方式（Client/Server方式 ----- C/S）
2）对等方式（Peer-to-Peer, P2P）

C/S结构中，Server也是边缘部分。浏览器就是客户端，WebServer就是服务端。

C/S

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P2P

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eg:
P2P下载：

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C是服务器，B和A想下载C的资料500M，B先下载250M，现在A想下载，A就可以从B哪里开始下载。对C的带宽节约很好。B即是客户机也是服务器了。实际情况下有很多客户机，就可以发现很多源。电驴就是例子。

因特网的核心

核心是实现Internet的数据通信的。

数据交换方式:

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计算机网络是采用分组交换的。

1）电路交换：

核心引用就是打电话。

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比如：A和B要进行通信的时候，交换机将它们连起来，通完之后，就释放掉。

电路交换有三个阶段：

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电路交换面向连接：

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电路交换机的连接通过中继线。

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A和B连接后，C或者D想和A打电话建立连接，就不行了。

电路交换适合于数据量很大的实时性传输：核心路由器之间可以使用电路交换。

2）分组交换

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发送端要发送一个word文档，这个word文档20M，那么这个文档就是一个报文。注意是完整，如果去了一截，那么不是完整的，就打不开了。

如果传输这个word文档，太大，传输不了，需要分成多段。每一段都要写上首部（包括起始，目的地址）。

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那么分段后的，每一个数据段都是一个分组。

接受端接受到分组之后：

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去掉分组的首部，再组合为一个完整的数据。

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分组通信适用于我们的计算机网络：

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一个报文划分出来的所有分组，那么这些分组不一定都是走的同一个路径。

分组转换相对于电路交换的好处是，不会占线。

缺点：

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3）报文交换

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报文比分组长，因为不分段。
分组要比报文快，因为分段后，第一个发送后，第二个就可以直接发送，不等着。并发。

三种交换方式的比较

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1.4 计算机网络在我国发展

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1.5 计算机网络的类别

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作用范围来分

一间教室的网络，移动楼的网络都可以称为局域网。
一个城市的网络，可以称为城域网。
个人电脑使用一个小的交换机一连，就是个人区域网。

现在新的理解：不单单从网络覆盖范围来区分局域网和广域网了。
应用了广域网技术就是广域网，虽然近也是广域网。运用了局域网技术，虽然距离远，那么也是局域网。

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你和邻居经过了广域网连接的，这是广域网。
ADSL技术就是广域网技术。

如果你和邻居通过无线技术建立了连接，那么是局域网。

使用者来分

公用网络：我们的Internet就是。

专用网络：比如一个公司建立的自己公司的自己内部的网，一个研究室内部的网。

拓扑结构

总线型：
以前计算机连接没有设备，就使用的同轴电缆连接。

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环型：

星型：现在的拓扑结构都是星型结构。比如很多计算机接入到一个交换机上。

树型：根交换机，接入到分支交换机，分支交换机下面可以再有分支交换机。

网状结构：容错率很高。骨干网上，都是网状结构。

交换方式

电路交换网，报文交换网，分组交换网。

工作方式

资源子网，通信子网，接入网。

1.6 计算机网络的性能

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性能指标有：
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，也称为data rate或者bit rate。单位是b/s, kb/s, Mb/s,Gb/s。注意是比特，不是字节。
2）带宽
数据通信领域中，数字信道所传送的最高速率。
带宽就是只最高速率。
单位：bps(b/s), kbps(kb/s),Mb/s, Gb/s 。

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3）吞吐量
在单位时间内通过某个网络的数据量。
单位b/s, Mb/s，等。

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一个网卡在两个信道上面传输数据，一个2M，一个4M，那么这张网卡的吞吐量是6M。

吞吐量是所有的经过这个网络设备的信道流量速率之和。

4）时延

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时延：
a.发送时延：数据包从一个计算机准备，到发出去的时间。
b.传播时延：计算机A传输到计算机B在线上花费的时间。

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c.处理时延：

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d.排队时延：

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分组在传输的时候，要经过排队等待路由器的处理然后传输。

5）时延带宽积

将所有种类时延合并在一起，就是总的时延时间。

6）往返时间

我们怎么查看往返时间呢?
ping

$ ping 202.99.160.68
PING 202.99.160.68 (202.99.160.68): 56 data bytes
64 bytes from 202.99.160.68: icmp_seq=0 ttl=54 time=62.030 ms
64 bytes from 202.99.160.68: icmp_seq=1 ttl=54 time=53.405 ms
64 bytes from 202.99.160.68: icmp_seq=2 ttl=54 time=52.192 ms
64 bytes from 202.99.160.68: icmp_seq=3 ttl=54 time=58.321 ms
64 bytes from 202.99.160.68: icmp_seq=4 ttl=54 time=52.412 ms
64 bytes from 202.99.160.68: icmp_seq=5 ttl=54 time=59.769 ms
64 bytes from 202.99.160.68: icmp_seq=6 ttl=54 time=57.135 ms
64 bytes from 202.99.160.68: icmp_seq=7 ttl=54 time=53.456 ms
64 bytes from 202.99.160.68: icmp_seq=8 ttl=54 time=85.125 ms
^C
--- 202.99.160.68 ping statistics ---
9 packets transmitted, 9 packets received, 0.0% packet loss
round-trip min/avg/max/stddev = 52.192/59.316/85.125/9.702 ms

我们可以看到time就是时延。从发出去到接收到。

Windows上：

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7）利用率

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就像很多车在一条路上流动样。如果车太多，速率就慢了。

1.7 计算机网络的体系结构

几个基本概念：

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OSI/RM：互联网法律上的国际标准。
TCP/IP Suite：因特网事实上的国际标准。
Network Protocols：网络协议。就是数据交换遵守的规则，标准或约定。
网络体系结构：计算机网络各层及其协议的集合。

OSI 7 层模型：

1）应用层： 能够产生网络流量能够和用户交互的应用程序。（单机游戏，不产生流量，不是应用层）
2）表示层：加密 压缩 编码 开发人员要考虑的问题。eg: QQ要防止包被别人抓了查看信息，所以要考虑加密。比如浏览器现在设置编码为其他格式编码，那么浏览器查看就会是乱码；或者开发人员在存入数据库的数据没有使用合适的编码，那么取出也是乱码，这些都是表示层的问题。
3）会话层：服务端和客户端之间建立的会话。
比如远程连接过去之后，就建立了会话。

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我们使用netstat -n查看：

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我们从端口上面可以看到：80端口或者443端口是web服务。
TIME_WAIT：已经释放了的。
ESTABLISHED: 刚建立的会话。

我们利用会话层可以做什么？可以查找木马。
netstat查看网络连接好工具。
eg: netstat -nb，可以查看网络连接和应用名称。
我们可以通过netstat /?这个来查看怎么使用。

木马和病毒区别：
病毒：有的是破坏系统（蠕虫病毒），有的是消耗资源
木马：盗窃信息。有的木马还能远程控制（灰鸽子木马）。木马一般偷偷在后台运行。

木马程序再隐藏，只要要通信，这个会话程序都是要建立的。如果不和外界通信的木马，俗称『卧槽马』，不会对你计算机产生危害。顶多在计算机上运行运行。

会话（session）：是建立在传输层之上，利用传输层提供的服务，使应用建立和维持会话，并能使会话获得同步。校验点可以使通信会话在通信失效时从校验点继续回复通信。这种能力对于传送大的文件极为重要。

注意：TCP Session和Web Session的区别：
http://www.cnblogs.com/subsir/articles/2573315.html

4）传输层：可以提供可靠传输，不可靠传输，流量控制等。
下载电影是可靠传输。可靠传输是需要建立会话的（TCP Session基于TCP）。

5）网络层：负责选择最佳路径。IP地址编制。
Internet是很冗余的拓扑结构，网状结构。

6）数据链路层：规定了数据如何封装， 添加物理层地址（以太网中叫作MAC地址）

7）物理层：电压，接口标准。

1.7 计算机网络的体系结构

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五层对应的数据单元

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IP数据报：通俗地说就是数据分段之后加了IP头之后的数据包。

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只有帧才有尾部。

案例

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如果这样的展示：计算机到多重网络是通的，那么说明局域网连接没有问题；
如果多重网络到Internet不通，那么说明广域网连接有问题。
如果两个都是×，说明网线都没有插好，或者网络适配器的问题。

我们要注意网卡的已发送，已接受：

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我们的双绞线，有八根4对，如果在上网的时候，是有4根在通信的，如果已发送或者已接收中有一个是0，有可能是因为线的连接不对。

1.8 虚拟机的网络

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这里面的列表：

VMnet0
VMnet1
VMnet4
VMnet8

这里的网络是可以随意增加随意删除的。
这里的网络相当于一个教室里面的局域网，比如一个交换机连接了一些计算机，这就是一个网络。
那么现在，VM_A放在VMnet1， VM_B放在了VMnet4，那么它们之间能通吗？就不能通。相当于接到了两个不同的交换机上，就通不了。
所以我们想两个虚拟机通，就接入到统一个VMnet中。

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VMnet0比较特殊（它是桥接），就和我们的物理网卡接着的。
我们在VMnet0中连接一个虚拟机，那么可以认为这个虚拟机和物理机（Host Machine）是同一级别，就和物理主机一样，都连接到了我们现实中的局域网中。

虚拟网络的类型

1.桥接：就是上面的VMnet0
这里有一个问题就是，如果老师有一个虚拟机是连接的桥接网络。学生都拷贝过去运行，那么地址就冲突了。这时候我们应该设置host only类型。
2.NAT： 我们虚拟机上网的时候，会使用物理机的网卡地址去上网。
如果回来数据，会通过物理机的那个网卡转发回给虚拟机的地址。

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3.host only

我们的虚拟网络建立好之后，实体主机上面的网络连接界面会列出虚拟网络：

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