2019-03-26 09:26:44 Last_Impression 阅读数 760
  • JAVA报表开发JasperReport+iReport5.6详解

    课程包含从基础的环境搭建,到控件的详细使用和对ireport难点进行重点讲解,一共21个小节。 难点包含: 条件styles Crosstab交叉表格 报表分组和统计 Subreport子报表(参数传递,子报表返回值) chart图表类所有控件 jasperreport导出word,excel,pdf 多数据源报表 JSP中显示jasperreport报表等

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【系统分析师之路】第五章 数据通信与计算机网络

章节重点:网络七层模型,TCPIP模型,网络存储技术,网络接入技术,无线网络技术,网络规划与设计,网络安全技术,常用的网络协议(DNS,DHCP),3G/4G/5G网络,IP地址等。

1.数据通信的基本知识:包括曼彻斯特编码,差分曼彻斯特编码,NRZ-I编码,模拟信号编码技术(调频,调幅和调相技术),奈奎斯特定理的内容和应用,香农定理的内容和应用。

网络协议的三要素:语法,语义,时序。
数据通信基本知识:任何实际信道都不是理想的,在传输信号时会产生各种失真以及带来多种干扰。

模拟信号编码技术 模拟数据通过模拟通道传送的调制方式主要有调幅AM,调频FM,调相PM三种。调幅最常用的是收音机。模拟数据必须转换成数据信号,才能在数字通道上传送。PCM是模拟数据数字化的主要方法。PCM要经过采样,量化,编码三个阶段。
奈奎斯特采样定理 采样率要大于模拟信号的最高频率的2倍。人耳能识别最高频率是22kHz的话,采样率必须达到44kHz。
NRZ-I编码 NRZ是非归零编码,归零是指编码信号量是否回归到零电频。非归零编码包括两个:NRZ-L和NRZ-I。在NRZ-I中,一个正电压代表比特为0,负电压代表比特为1。
曼彻斯特编码 双向位编码的一种,主要用在以太局域网中。用低到高的电平转换表示零,高到低电平转换表示唯一。一个比特信息要求线路上有两次电平状态的变化。
差分曼彻斯特编码 在曼彻斯特编码的基础上加上翻转特性。遇0翻转,遇1不变。常用与令牌环网。
香农定理 信道的带宽或信道中的信噪比越大,则信息的极限传输速率就越高。若信道带宽W和信噪比S/N没有上限,则信道的极限传输率也没有上限。但实际信道上能够达到的信息传输率要比香农的极限传输率要低不少。

信道的极限信息传输速率C=Wlog2(1+S/N)bps
W为信道的带宽,以HZ为单位。
S为信道内所传信号平均功率。
N为信道内部的高斯噪声功率。

2.网络互联与常用网络设备:包括LAN,WAN,Internet,Intranet,交换机,路由器,网关,无线接入设备。

交换机:也称为交换器,一台具有基本功能的以太网交换机相当于一个具有很多个端口的多端口网桥。
中继器:解决网线最大传输距离为100m的问题。使用中继器就可以延长数据传输距离,类似于古代烽火台的作用。
局域网工作时只用到了七层模型的底下2层,局域网内部是可以进行广播的。当然广播是不能通过路由器的,只能用在中继器,集线器,网桥等设备的网络间。

SSID(Service Set Identifier)无线通信缆线的识别码。根据SSID来制限访问,仅允许设定了相同SSID的无线机器,根据MAC地址来过滤筛选,事先将各无线机器的MAC地址登录到AP。
无线接入设备:无线网络技术从服务范围上可以分为无线局域网,无线城域网,无线广域网。
无线城域网技术主要是在成熟的微波传输技术的基础上发展起来的。
无线广域网主要是卫星通信技术。
无线网络的产品有:无线网卡,无线AP,无线网桥,无线路由。
WLAN无线局域网的特点:可移动性,数据传输速率高,抗干扰性强,保密性较强,高可靠性,兼容性好,快速安装。
常用的无线网络设备有:网卡,访问点AP,无线网桥和无线路由器。
无线网络应用的典型方式:对等网方式,无线Hub方式,一点多址,不同协议网络间互联。
无线接入技术区别于有线接入的特点之一是标准不统一,目前比较流行的有802.11标准,蓝牙标准,HomeRF标准。
WEP认证是WLAN常用的上网认证方式。
无线的接入技术有:GPRS,3G,4G。
有线接入方式有:ADSL,ISDN,PSTN,HFC,FTTx+LAN。
3G的技术有四种:TD-SCDMA,CDMA2000,WCDMA,WiMax。WCDMA是这三个里面WCDMA最常用也是最稳定的。WCDMA支持的手机最多,运用最广。
4G的技术有四种:LTE有两个方向,一个是TDD的,另一个是FDD频分的。他们是4G的标准。
GPRS:通用分组无线服务业务。

AOSS Buffallo社独自的简单无线设定系统,意味着只需按一下即可建立无线连接,是一种人人都能使用的无线网络安全解决方案。
WPS Wi-Fi联盟的简单无线设定标准规格。是一个无线网络全标准,旨在让家庭用户使用无线网络时简化加密步骤。

PSTN:刷信用卡时的POS机,传真技术
ISDN:上网和通话不能同步进行的问题可以得到很好的解决
ADSL:使用了电话线进行通信,这样就不用布局新的线路,用在老小区是最为合适的。大部分用户因为下载大于上传,故而ADSL就设计成了上下行不对称。 

IEEE 802现有标准

IEEE标准 说明
802.3 以太网CSMACD载波监听多路访问/冲突检测协议。
802.4 令牌总线网(Token-Bus)的介质访问控制协议及物理层技术规范。
802.5 令牌环网(Token-Ring)的介质访问控制协议及物理层技术规范。
802.11 IEEE最初制定的一个WLAN标准,主要用于解决办公室无线局域网和校园网中用户与用户终端的无线接入。最高速率为2Mbps。由于它在速率,传输距离,安全性,电磁兼容能力及服务质量方面均不如人意,从而产生了其系列标准。
802.11b 速率扩充到11Mbps,提供MAC层的访问控制和加密机制,提供了可选择的40位及128位的共享密钥算法。
802.15 蓝牙技术:它是一种极其先进的大容量近距离无线数字通信的技术标准。

计算机网络中的有线介质有三种:双绞线,同轴电缆,光纤。

介质名 说明
双绞线

双绞线总的数据传输速率2Mbps。分为UTP和STP两种类型。

同轴电缆 由两根导体组成。可以用于模拟信号和数字信号的传输。它的传输长度可以达到数公里。
光纤 价格昂贵且能传导光的介质。它可分为单模光纤和多模光纤两种。单模与多模比,有高速度,长距离,高成本的特点。

常见的网络设备有:网卡,集线器,网桥,路由器,交换机,重发器。 

网络设备 工作层级 说明
网卡 数据链路层 也叫做网络适配器。主要功能是实现主机向媒体收发信号。
集线器 数据链路层

手机多个端口传来的数据帧并广播出去。Hub分为共享式Hub,堆栈式Hub,交换式Hub。

网桥 数据链路层

把同段互相连接起来。它最主要的功能就是对数据进行过滤。当收到一个帧后,只让必要的信息通过网桥。网桥相当于是翻译设备。

网关 网络层以上

网间连接器,和高层交换机一样是网络层以上的中继系统。它是协议转换功能设施。 

路由器 网络层

根据地址来寻找到达目的地的路径。路由器在属于不同网络段的广域网和局域网之间根据地址建立路由

交换机 三个分类 相当于一个具有多个端口的多端口网桥。并进行数据链路层和物理层协议转换的网络互联设备。
重发器 物理层

又叫中继器或转发器,作用是放大信号。它用来连接两个网段,必须是同一种类型的局域网。

调制解调器 物理层 主要作用就是信号的数模交换。

3.常用的协议标准:包括应用层网络协议标准HTTP,FTP,SMTP,Telnet基本概念与标准;CSMA/CD帧格式。

VLAN (Virtual Network)将1个LAN切分成多个假想LAN的技术。
VPN (Virtual Private Network)Internet上的构筑假想的专用线路的技术。
Gateway 可以对OSI参考模型的所有的层都进行识别,对通信媒体或传递方式的不同进行吸收,使得不同的机型之间也可以互相连接。

TCPIP效率不高,我们一般称其为重量级的协议簇。TCP连接的建立需要三次握手。 

协议 说明简介
HTTP WWW服务器传输超文本到本地浏览器的传输协议。
SMTP 可靠且有效的电子邮件传输协议。它建模在FTP文件传输服务上的一种邮件服务,提供与来信有关的通知。
FTP 网络上两台计算机传输文件的协议,通过因特网将文件从客户机复制到服务器上的一种途径。传输文件的时候使用20号端口。控制信息使用21号端口。
TFTP 是进行小文件传输的,客户机与服务器之间进行简单文件传输的协议。提供开销不大的文件传输服务。因为使用了UDP,所以它提供的是不可靠的数据传输服务。
DHCP 动态主机配置协议(Dynamic Host Configuration Protocol)。负责IP地址的分配,底层使用的是UDP协议。分配IP地址的三种方式:固定分配,动态分配,自动分配。
Telnet 是登录和仿真程序,它的基本功能是允许用户登陆进入远程主机系统。底层实现用了TCP协议。
DNS 域名解析转换。它保存了一张域名和与之相对应的IP地址的表。
CSMA/CD 是一种争用型的介质访问控制协议,工作在数据链路层。它的控制过程包含四个处理内容:侦听,发送,检测,冲突处理。它的优点是原理简单,易于实现。整个帧的发送时间应当不小于信号在网中传播距离最大的两个节点之间传播时间的两倍。就是采用IEEE 802.3的方式。
NAT Network Address Translation,网络地址转换。是将IP数据包头中的IP地址转换为另一个IP地址的过程。主要用它来实现私有网络访问公共网络的功能。它有助于减缓可用的IP地址枯竭。通过NAT实现私有地址到共有地址的映射。
IPX/SPX Internetwork Packet Exchange/Sequences Packet Exchange。是Novell公司的通信协议集。与NetBEUI形成鲜明区别的是IPX/SPX比较庞大,在复杂环境下具有很强的适应性。一般使用在网络游戏当中,也在大型企业网中运用。
NETBEUI NetBios Enhanced User Interface,或NetBios增强用户接口。它是NetBIOS协议的增强版本,曾被许多操作系统采用。NETBEUI是为IBM开发的非路由协议,用于携带NETBIOS通信。

DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol,动态主机配置协议)通常被应用在大型的局域网络环境中,主要作用是集中的管理、分配IP地址,使网络环境中的主机动态的获得IP地址、Gateway地址、DNS服务器地址等信息,并能够提升地址的使用率。DHCP协议采用客户端/服务器模型,主机地址的动态分配任务由网络主机驱动。当DHCP服务器接收到来自网络主机申请地址的信息时,才会向网络主机发送相关的地址配置等信息,以实现网络主机地址信息的动态配置。 如果IP地址是全零或者254.169.xxx.xxx的时候,就说明IP地址分配失败。
使用DHCP的好处在哪里?即使对Network设定不是很熟悉的User也可以很方便地连接到Internet上。同时,Network管理人员可以很方便地对大量的Client进行一元化管理。


DNS域名系统(Domain Name System)是互联网的一项服务。它作为将域名和IP地址相互映射的一个分布式数据库,能够使人更方便地访问互联网。DNS使用TCP和UDP端口53。当前,对于每一级域名长度的限制是63个字符,域名总长度则不能超过253个字符。
为了解决IP地址不方便记忆的问题。DNS中有两种不同的查询方式:迭代查询和递归查询。递归是自己再去问别人,迭代是自己不知道的时候反馈线索。DNS递归会刨根问底找到答案,不去麻烦别人;而迭代是我不知道的时候,提供给你线索,让你根据线索去查询域名。迭代是我平时常用之方法。

DNS递归查询 必须使用一个准确的查询结果回复客户机。如果DNS 服务器本地没有存储查询DNS 信息,那么该服务器会询问其他服务器,并将返回的查询结果提交给客户机。
DNS迭代查询 当客户机发送查询请求时,DNS 服务器并不直接回复查询结果,而是告诉客户机另一台DNS服务器地址,客户机再向这台DNS 服务器提交请求,依次循环直到返回查询的结果

TCP图上面的协议都是基于TCP的,都是可靠的协议。
CSMA/CD的帧格式:
1)前导码子段,字节数7。
2)帧开始标记,字节数1。
3)信宿新源地址,字节数2-6。
4)数据字段长度,字节数2。
5)用户数据字段
6)填充字段,为了保证整个帧长度不小于64。
7)帧检验序列:4个字节,用于循环冗余效验码

  • IPv6与IPv4:

IP地址长度:v4是32位,而v6是128位。
IPv6使用了更小的路由表,增加了增强的组播支持及对流的支持,加入了对自动配置的支持。它具有比v4更高的安全性。
IP地址的分类: 
IP地址由两部分组成:网络地址主机地址。主机号的位数决定了网络中最大的主机数。网络号的位数直接决定了可以分配的网络数。

IP地址标识 最前面 子网掩码 网络号 主机号 主机 说明
A类地址 最前面1位0 255.0.0.0 7位 24位 2的24次方-2台 A类地址通常为大型网络而提供。全世界只有126个A类网络。
B类地址 最前面2位10 255.255.0.0 14位 16位 2的16次方-2台 第一段取值在128-191之间。
C类地址 最前面3位110 255.255.255.0 21位 8位 2的8次方-2台 -
D类地址 最前面4位1110 - - - - D类地址也不分网络地址和主机地址,它被用在多点广播中,它用来标识共享同一协议的一组计算机
E类地址 最前面5位11110 - - - - E类不分网络地址和主机地址,它是为了将来使用而保留的
保留地址 - - - - - 网络号全1或全0的地址
广播地址 - - - - - 主机号全为1的地址用于广播,它的网络号全为0。IP255.255.255.255
回路测试 - - - - - 127.0.0.1和127.1.1.1
当前主机 - - - - - 0.0.0.0

子网掩码:32位二进制数字,掩码包含两个域,网络域和主机域。通过使用掩码可以将本地可管理的网络地址部分划分成多个子网。

  • 网络存储技术:
网络存储 英语名 说明
直接附加存储DAS Direct-Attached Storage 存储设备通过SCSI电缆直接连到服务器。
网络附加存储NAS Network Storage Technologies 通过网络接口与网络直接相连,由用户通过网络访问,支持即插即用。
光纤附加存储SAN Storage Area Network 通过高速光纤连接,极度可扩展型,通过专用高速网将一个或多个网络存储设备和服务器连接起来的专用存储系统。
    FCSAN 光纤通道。特点有热插拔,高速,远程连接,连接设备数量大。
    IPSAN 基于IP网络实现。设备成本低可共享和使用大容量存储空间。
    IBSAN 这种结构设计得非常紧密,大大提高了系统的性能,可靠性和有效性,能缓解各硬件设备之间的数据流量拥塞。

DAS:直连式存储。接磁盘阵列就属于DAS,如只接一台服务器的场合,就属于DAS。
NAS:多台服务器,多种业务要跑,网络附加存储也叫做即插即用的网络存储。它的整个存储是附加在网络之上的。它有CPU,有内存其实就是一台存储服务器。
SAN:会把业务网络和数据存储网络完全分割开。而且用的是光网。可维护性可扩展性都非常卓越。唯一的缺点就是成本高。

Raid3用的是固定的校验盘,有一個缺點就是校验盘容易坏,因为更新信息必定会需要更新校验信息,频繁读写校验盘,必定容易损坏。 

  • 网络规划与设计

为了能够更好地分析与设计复杂的大型互连网络,在计算机网络设计中,主要采用分层(分级)设计模型,它类似于软件工程中的结构化设计。在分层设计中,引入了三个关键层的概念,分别是核心层汇聚层接入层

接入层 网络中直接面向用户连接或访问网络的部分。它的目的是允许终端用户连接到网络。接入层交换机具有低成本和高端口密度特性。
汇聚层 完成网络访问策略控制、数据包处理、过滤、寻址,以及其他数据处理的任务。汇聚层交换机是多台接入层交换机的汇聚点
核心层 主要目的在于通过高速转发通信,提供优化、可靠的骨干传输结构

接入层比较简单,只是做一个接入计费。汇聚层可以有多个层次,它主要做的是数据包处理,过滤,寻址。核心层就是做高速数据交换和转发。核心层一般有冗余设计。

开放性 跟大家使用同样的网络标准就是开放。
先进性 用几年的电脑,想更新内存设备比较难。其一老的内存设备价格昂贵,其二老的内存设备不容易买到。
可靠性 不容易出故障,一旦出了故障,很容易得到恢复。

其他补充知识

主干Network 通常用来连接事务用的PC等的Network。
2ndNetwork 用于Network测试的特殊的Network。
3rd Network 用于Network测试的特殊的Network。不同的Network之间是否也可进行通信等的测试

网络中连接如果发生了Loop的情况,测试机会反复进行重启,这是一个很严重的问题。

三个安全协议

安全协议 层次 说明
SSL 传输层 Secure Sockets Layer 安全套接层,是为网络通信提供安全及数据完整性的一种安全协议。TLS与SSL在传输层对网络连接进行加密。
SSH 应用层 由 IETF 的网络小组(Network Working Group)所制定。SSH 是目前较可靠,专为远程登录会话和其他网络服务提供安全性的协议。
TLS 传输层 用于在两个通信应用程序之间提供保密性和数据完整性。该协议由两层组成: TLS 记录协议(TLS Record)和 TLS 握手协议(TLS Handshake)。较低的层为TLS记录协议,位于某个可靠的传输协议(例如 TCP)上

RFC(Request for Comments)协议仕样

它是制定Internet相关标准的团体IETF,正式发行的文书 。RFC虽然是提案的形式,事实上却是internet关联技术标准仕样
Internet上的主要技术仕样,大多以文书化的形式公开。使用RFC这种标准化了的协议,可以确保在不同厂商的终端之间实现通信。可以从RFC一览寻找到我们想要的协议。不遵照RFC的话,就成了独自仕样。想改RFC不是轻易就可以的,要考虑跟他社的连接性,不是轻易就可以变更仕样的。

2019-11-19 22:22:20 hx1043116928 阅读数 8
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计算机网络:将独立的,分散的计算机系统(手机,电脑)通过线路,通信设备(路由器,交换机)连接起来,由软件来实在资源共享,信息传递的系统

计算机网络的功能:

1. 数据通信  eg:发pdf,邮件

2. 资源共享

a. 硬件共享

b. 软件共享

c. 数据共享

3. 分布式处理 :多台计算机承担一个任务的不同部分  Hadoop平台

4. 提高可靠性  一台机子废掉了,这条链路走不通,别的机子可以替代上,走别的链路。

5. 负载均衡

计算机网络的分类:

按组成部分分类:

硬件:主机,链路,通信设备(路由器,交换设备)

软件:例如qq,微信

协议:规则

按工作方式分类:

1. 边缘方式  用户可以直接使用  C/S方式,篇、p2p方式

2. 核心方式  为边缘方式服务

按功能分类:

1.通信子网

2.资源子网

 

计算机网络的分类:

1. 按分布范围分

广域网WAN

城域网MAN

局域网LAN

个人区域网PAN

2. 按使用者分类

公用网:中国电信

专用网:军队的网

3. 按交换计算机网络:将独立的,分散的计算机系统(手机,电脑)通过线路,通信设备(路由器,交换机)连接起来,由软件来实在资源共享,信息传递的系统

 

计算机网络的功能:

 

1. 数据通信 eg:发pdf,邮件

 

2. 资源共享

 

a. 硬件共享

 

b. 软件共享

 

c. 数据共享

 

3. 分布式处理 :多台计算机承担一个任务的不同部分 Hadoop平台

 

4. 提高可靠性 一台机子废掉了,这条链路走不通,别的机子可以替代上,走别的链路。

 

5. 负载均衡

 

计算机网络的分类:

 

按组成部分分类:

 

硬件:主机,链路,通信设备(路由器,交换设备)

 

软件:例如qq,微信

 

协议:规则

 

按工作方式分类:

 

1. 边缘方式 用户可以直接使用 C/S方式,篇、p2p方式

 

2. 核心方式 为边缘方式服务

 

按功能分类:

 

1.通信子网

 

2.资源子网

 

 

 

计算机网络的分类:

 

1. 按分布范围分

 

广域网WAN

 

城域网MAN

 

局域网LAN

 

个人区域网PAN

 

2. 按使用者分类

 

公用网:中国电信

 

专用网:军队的网

 

3. 按交换技术分类

电路交换

报文交换

分组交换

4. 按拓扑结构分类

把通信设备(路由器,交换机等)抽象成质点,链路抽象成线

可分为:总线型  星型 环型  网状型(常用于广域网)

5. 按传输技术分

广播式网络 :共享公共通信信道  我一发,everybody都能听到,如果听到我在喊你,你就接收这个信息,如果不是喊你,不接收我的信息

点对点网络:使用分组存储转发和路由选择机制

2019-03-10 16:58:24 weixin_43737829 阅读数 84
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1.1什么是因特网

因特网是一个世界范围的计算机网络,即它是一个互联了全世界数十亿计算设备的网络。网络中所有的设备都称为主机或者端系统

端系统通过通信链路和分组交换机连接到一起,不同链路能够以不同的速率传输数据,即传输速率(bit/s,bps)
当一台端系统要向另一台端系统发送数据时,发送端系统将数据分段,并为每段加上首部字节。由此形成的信息包称为分组。这些分组通过网络发送的目的端系统,在那里被装配程初始数据
分组交换机目前两种最著名的类型是路由器和链路层交换机。交换机从一条入通信链路接收到达的分组,并从另一条出通信链路转发该分组。链路层交换机通常用于接入网中,而路由器通常用于网络核心中。
从发送端系统到接收端系统,一个分组所经历的一系列通信链路和分组交换机称为通过该网络的路径。

端系统通过因特网服务提供商(ISP)接入因特网,每个ISP自身就是一个由多态分组交换机和多段通信链路组成的网络。

端系统,分组交换机和其他因特网不见都需要运行一系列的协议,这些协议控制因特网中信息的接收和发送。
TCP(传输控制协议) IP(网际协议)
IP协议定义了在路由器和端系统之间发送和接收的分组格式,因特网的主要协议又统称为TCP/IP

因特网标准由因特网工程任务组(IETF)研发,其标准文档称为请求评论(RFC)

服务描述
涉及到多个互相交换数据的端系统的应用程序被称为分布式应用程序。
与互联网相连的端系统提供了一个套接字接口(socket interface),该接口规定了运行在一个端系统上的程序请求因特网基础设施向运行在另一个端系统上的特点目的程序交付数据的方式。套接字接口是一套发送程序必须遵循的规则集合,因此因特网能够将数据交付给目的地。

什么是协议
协议定义了在两个或多个通信实体之间交换的报文的格式和顺序,以及报文发送和接收一条报文的其他事件所采取的动作。

1.2网络边缘

通常把与因特网相连的计算机和其他设备称为端系统,因为它们位于因特网边缘。端系统也称为主机,因为它们容纳应用程序。主机有时又被划分为两类:客户端和服务器

1.2.1 接入网

接入网指将端系统物理连接到其边缘路由器的网络。

1.家庭接入:DSL,电缆,FTTH,拨号和卫星

宽带住宅接入有两种最流行的类型:数字用户线(DSL)和电缆。住户通常从提供本地电话接入的本地电话公司获取DSL因特网接入,这时本地电话公司是他的ISP。每个用户的DSL调制解调器使用现有的电话线与位于电话公司的本地中心距(CO)中的数字用户线接入复用器(DSLAM)交换数据。

DSL利用了现有本地电话基础设施,而电缆因特网接入利用了有线电视公司现有的有线电视基础设施。电缆因特网接入需要特殊的调制解调器,称为电缆调制解调器,通常是一个外部设备,通过一个以太网接口连接到家庭PC。

FTTH即光纤到户

2.企业和家庭接入:以太网和WIFI

在公司和大学以及越来越多的家庭环境中,使用局域网(LAN)将端系统连接到边缘路由器,以太网是其中最流行的一种技术。
基于IEEE 802.11技术的无线LAN接入,更通俗地称为WIFI

3.广域无线接入:3G和LTE
1.2.2物理媒体

信号的传输需要通过跨越一种物理媒体传播电磁波或者光脉冲。
物理媒体分为两种:导引型媒体和非导引型媒体。对于导引型媒体,电波沿着固体媒体前行,如光缆。对于非导引型媒体,电波在空气或者外层空间传播,如无线局域网。

1.3网络核心

网络核心是由互联网端系统的分组交换机和链路构成的网状网络

1.3.1分组交换

在各种网络应用中,端系统彼此交换报文。报文包含协议设计者需要的任何东西。报文可以执行医嘱控制功能,也可以包含数据。
为了从源端系统向目的端系统发送一个报文,源将长报文划分为较小的数据块,称为分组。在源和目的地之间,每个分组都通过通信链路和分组交换机传送。分组以等于该链路最大传输速率的速度通过通信链路。

1.存储转发传输
多数分组交换机在链路的输入端使用存储转发传输机制,指在交换机能够开始向输出链路传输该分组的第一个比特之前,必须接受到整个分组。
通过N条速率均为R的链路组成的路径,在源和目的地之间有N-1台路由器,从源到目的地发送一个分组,端到端的时延为d=NLRd_{端到端}=N\frac{L}{R}
2.排队时延和分组丢失
分组交换机具有一个输出缓存,也称为输出队列。如果链路繁忙,到达的分组需要在输出缓存中等待,则分组需要承受输出缓存的排队时延。若在等待中,一个到达的分组发现缓存已经满了,则会出现分组丢失(丢包),到达的分组或队列中某个分组会被丢失。
3.转发表和路由选择协议
每台路由器具有一个转发表,用于将目的地址(或者地址的一部分)映射为输出链路。当某个分组到达一台路由器时,路由器检查该地址,并用这个地址搜索其转发表,以发现适合的输出链路。
因特网中具有一些特殊的路由选择协议,用于自动设置这些转发表。

1.3.2电路交换

通过网络链路和交换机移动数据有两种基本方法:电路交换和分组交换。
电路交换网络中,在端系统间通信会话期间,预留了端系统间沿路径通信所需要的资源(缓存,链路传输速率)。而在分组交换中是不会预留的。该网络在两台主机之间创建一条专用的端到端连接。
1.电路交换中的复用
链路中的电路是通过频分复用(FDM)或者时分复用(TDM)来实现的。对于FDM,链路的频谱由跨越链路创建的所有连接共享,在连接期间链路为每条连接专用一个频段。如调频无线电台使用FDM来共享88MHz—108MHz的频谱,每个电台又被分配一个特定频段。
对于TDM,时间被划分为固定期间的帧,每个帧又被划分为固定数量的时隙。网络跨越一条链路创建连接时,网络在每帧中为该连接指定一个时隙。

1.4分组交换网中的时延,丢包和吞吐量

1.4.1时延概述

分组在沿途的每个节点(主机或者路由器)经受不同类型的时延,其中最为重要的是节点处理时延,排队时延,传输时延和传播时延。这些时延的累加就是节点总时延。
(1)处理时延
检查分组首部和决定将分组导向何处所需要的时间是处理时延的一部分,同样还包括如检查比特级别错误所需要的时间。
(2)排队时延
在队列中,分组在链路上等待传输时,经受排队时延。排队时延取决于先期到达正在排队的分组数量。
(3)传输时延
仅当所有到达的分组被传输后,才能传输刚到达的分组。是分组长度和链路传输速率的函数,与两台路由器之间距离无关
(4)传播时延
信号在链路中传播所需要的时间

1.4.2排队时延和丢包

令a表示分组到达队列的平均速率(分组/秒,pkt/s),那么比率La/R称为流量强度,当La/R>1时,比特到达队列的速度大于从队列中推出比特的速率。
而丢包率随着流量强度的增加而增加

1.4.3端到端时延

假设链路无阻塞
dendend=N(dproc+dtrans+dprop)d_{end-end}=N(d_{proc}+d_{trans}+d_{prop})
其中dtrans=L/R,dproc,dpropd_{trans}=L/R,d_{proc},d_{prop}分别为处理时延和传播时延
在windows的cmd下利用tracert 指令可以查看,返回源与路由器三次时延中的往返时延

1.4.4吞吐量

在任何时间瞬间的瞬时吞吐量指主机B接收到该文件的速率(bps)
假设文件的大小为F比特,接收用去了T秒。则平均吞吐量为F/T bps
瓶颈链路,即使得吞吐量为minRs,Rcmin{R_s,R_c}的链路

1.5协议层次及其服务模型

1.5.1分层的体系结构

网络设计者以分层的方式组织和实现这些协议的网络硬件和软件,各层得所有协议被称为协议栈。因特网由五个层次组成:物理层,链路层,网络层,运输层和应用层。
7层的ISO OSI模型则包括:物理层,链路层,网络层,运输层,会话层,表示层和应用层
(1)应用层
应用层包含了很多协议(HTTP,SMTP,FTP),这些协议分布在多个端系统上,而一个端系统中的应用程序使用协议与另一个端系统中的应用程序交换信息分组。我们把这种位于应用层的信息分组称为报文
(2)运输层
运输层在应用程序端点之间传送应用层报文。利用(TCP,UDP)中的任意一个协议都可以运输应用层报文,我们把运输层的分组称为报文段
(3)网络层
网络层负责将称为数据报的网络层分组从一台主机移动到另一台主机。在一台主机中的运输层协议(TCP/UDP)向网络层递交运输层报文段和目的地址。
网络层包括网际协议IP,IP定义了在数据报中的各个字段以及端系统和路由器如何作用于这些字段。通常将网络层简称为IP层
(4)链路层
链路层提供的服务取决于该链路的特定链路层协议。这些协议不同于TCP的可靠传递服务,TCP提供一个端系统到另一个端系统的可靠交付。链路层则包括以太网,WIFI和电缆接入网的DOCSIS协议。数据报通常需要经过几条链路,一个数据报可能在沿途被许多不同链路层协议处理。我们把链路层分组称为帧。
(5)物理层
链路层的任务是将整个帧从一个网络元素移动到邻近的网络元素,而物理层的任务则是将该帧中的一个个比特从一个节点移动到下一个节点,这层中的协议仍然是链路相关的,并进一步与实际传输媒体相关(双绞铜线,单模光纤)

1.5.2封装

在发送主机端,一个应用层报文被传输给运输层,在最简单情况下,需要加上首部字段,成为了运输层报文段,随后递交给网络层。
在这些层级的传送下,大体为
报文(应用层)—>报文段(运输层)—>数据报(网络层)—>帧(链路层)

1.6面对攻击的网络

恶意软件感染数以千计的主机可以形成僵尸网络,利用僵尸网络可以有效地对目标主机展开垃圾邮件分发或者分布式拒绝服务攻击。大多恶意软件是自我复制的:从感染的主机寻求进入因特网的其他主机并感染。
恶意软件通常以病毒或者蠕虫的形式扩散
病毒是一种需要某种形式的用户交互来感染用户设备的恶意软件。
蠕虫是一种无须任何明显用户交互就可进入设备的恶意软件

拒绝服务攻击(DoS)
DoS攻击使得网络,主机或者其他设施不能由合法用户使用,通常有三种类型:
(1)弱点攻击
(2)带宽洪泛
(3)连接洪泛

分布式DoS(DDoS),利用僵尸网络对某个目标猛烈发送流量
分组嗅探器:可以记录每个流经的分组副本

将具有虚假原地址的分组注入因特网的能力成为IP哄骗

2018-10-16 19:35:02 isabel123456 阅读数 163
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计算机网络

是两台以上具有独立操作系统的计算机通过介质连接成的相互共享硬软件资源的集合体

两大功能:连通  共享

什么是Internet?

硬件

计算互联设备--主机

通信链路--双绞线、光纤、无线电频谱、卫星

分组交换--路由器和交换机

服务

提供网络应用基础架构

       允许终端运行分布式应用程序,彼此交换数据  Web,email,database,games,P2P file sharing..

       分布式应用程序:应用程序分布在不同的终端,通过网络完成一项任务。通常是服务器/客户端模式

分布式应用程序提供的通信服务接口

       无连接服务connectionless 

       面向连接服务connection-oriented

什么是协议?

定义了两个或多个通信实体之间交换报文的格式和次序,以及在报文发送和接受或其他时间所采取的行动。

比如:TCP、IP、HTTP、FTP、SMIP

网络结构

网络边缘:客户机和服务器--合称为端系统/主机

接入网络的物理介质:有线通信链路、无线通信链路

网络核心:互联的路由、网络组成的网络

客户和服务器

客户/服务器 C/S模型: 客户请求,服务器接收请求并响应  Client Server   比如 QQ

      链接 https://baike.so.com/doc/5418772-5656939.html

浏览器/服务器 B/S模型: 将系统功能实现的核心集中到服务器,客户端安装浏览器,服务器安装数据库,浏览器通过Web Server 同数据库进行数据交互  比如 淘宝网

      链接 https://baike.so.com/doc/5400522-5638112.html

peer-peer model 端对端模型: 极少/不采用专门的服务器  比如 迅雷

      链接 http://www.intsci.ac.cn/users/luojw/P2P/ch01.html

将终端接入到网络边缘的路由:局域网、广域网

数据传输率--带宽    1B/s = 8bps (b/s)

接入网络

 

物理链路:在发送端和接收端,传输位信号

2020-01-06 18:02:52 dg19971024 阅读数 74
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在计算机网络这里主要是三本书《计算机网络:自顶向下》、《图解TCP/IP》以及《TCP/IP详解:卷1》

1. IP协议基础知识

    ip协议对应OSI参考模型中的网络层,网络层主要功能是实现终端主机节点之间的通信,也就是点对点通信,而网络层的下一层——数据链路层是负责在同一段数据链路上节点之间的数据包传递,但是如果需要经过多段或者多种数据链路实现两个主机节点之间的通信,就需要网络层来实现。(准确来说,主机应该是只有IP地址但不进行路由控制的设备,而路由器则是既有IP地址又能进行路由控制,节点是主机与路由器的统称)

    也就是说,数据链路层提供了两个直连节点之间的通信能力,但如果两个节点之间的通信需要经过多个节点,也就是说两个节点之间是间接连接的话,就需要网络层协议来进行处理实现通信。

    IP主要有三大功能模块,分别是IP寻址、路由、IP分包与组包

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2. IP地址基础知识

    1. 网络通信中,每个节点都必须有能够唯一标示自己的识别码——地址,比如在数据链路层采用MAC地址来进行寻址,而网络层IP采用的则是IP地址,使用TCP/IP通信的每个节点都必须有自己的IP地址。因此,IP地址时TCP/IP通信的基石。

    2. IP地址的形式(IPv4):IP地址由32位二进制码表示,但不方便人类识别记忆,所以通常见到的IP地址都是将二进制码转换后的(将IP地址的二进制码每8位一组转换为十进制数字,并且在每一组之间加上“.”),比如

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3. 路由控制

    1. 发送数据包是使用的地址是网络层地址,也就是IP地址,但是除了IP地址外,我们还需要一个硬件设备进行寻址,保证数据发送到目标地址的主机,这就是路由器的作用。路由器中保存了一张ip地址以及路由地址信息表叫做路由控制表,实现ip通信的主机和路由器都必须要持有这张表。路由表的形成方式有两种,一种是手动设置,另一种是路由器与其他路由器交互信息时自动刷新。

    2. 路由表:路由表中的信息包括当前路由器的IP地址以及下一个路由器地址(一个路由器不一定只有一个IP地址,其可能会有多个IP地址,而每一个IP地址都对应着下一个路由器中的一个IP地址)

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4. IP分割处理与再构成处理

    1. 数据链路不同造成的MTU不一致问题:因为在数据传输的过程中,所经过的数据链路可能会有多种,而每种数据链路的最大传输单元(MTU)是不同的,而IP处于网络层,是数据链路层的上层,所以其必须对数据链路抽象,也就是实现数据分片,保证满足数据在各种数据链路的传输。

    2. IP报文的分片和重组:数据在传输时,通常都需要进行分片处理,也就是将数据分割成一个个数据帧进行传输,数据帧的大小要保证小于等于数据链路的MTU,作为网络层的IP协议同样实现了IP分片处理;IP通信主机或者路由器都可以实现IP分片,但是数据报文重组只能在目标主机进行

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    3. 路径MTU发现:路由器来实现数据分片的话,对于路由器压力比较大,而且会导致速度变慢,所以现在一般不会允许路由器实现数据分片,而是交由发送端主机去探寻所经过的每一段数据链路中的最小MTU值,探寻到最小MTU值后,就直接将数据按照最小MTU分片处理,在进行发送,这样就可以避免路由器进行数据分片。

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5. IPv4首部

    1. 通过IP协议进行数据通信时,会在数据包前加入IP协议规定的IP首部信息。数据格式如下图所示

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    2. 版本:4个比特构成,用来表示IP版本号,比如IPv4的版本为4,那么该部分为0100。这个版本号很重要,接收端主机会依据该版本对应的协议进行数据处理。

    3. 首部长度:4比特构成,用来表示IP首部的大小,单位是4字节(32比特),比如如果该部分为0100,就表示首部大小为4*4,也就是16字节。

    4. 区分服务:8比特构成,用来表名服务质量。

    5. 总长度:表示IP首部与数据部分的总字节数,单位是字节,占用16比特,也就是表示IP传输允许的数据包大小为2^16字节数据,也就是65536字节。

    6. 标识(id):由16比特构成,用于分片重组,同一个分片的标识相同,不同分片的表示不同。

    7. 标志(flag):3比特构成,表示被分片的相关信息。

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    8. 片偏移:由13比特构成,用来表示每一个分片相对于原始数据的位置,比如第一个分片的片偏移为0,第二个为1。占13比特,也就是可以表示2^13个相对位置,单位为8字节,也就是说最大可以表示原始数据65536个字节的位置。

    9. 生存时间:由8比特构成,指数据包可以经过多少个路由器中转,每经过一个路由器,生存时间都会减1,直到为0时则会被抛弃。

    10. 协议:由8比特构成,表示IP首部的下一个首部属于什么协议,因为数据在通信过程中每经过一个协议处理都会在数据首部加上相关协议的首部信息,所以IP首部中必须要指定下一个首部的协议是什么协议。

    11. 首部校验和:由16比特组成,用来校验数据报文的首部,保证IP数据包不会被破坏。

    12. 原地址:32比特构成,表示发送端IP地址。

    13. 目标地址:32比特构成,表示接收端IP地址。

    14. 可选项:长度可变,通常只在实验或诊断时使用。

    15. 填充:保证首部长度是32比特的整数倍。

    16. 数据:既包括需要传输的数据,还包括了上层协议的首部信息(也就是OSI参考模型中网络层之上的协议)。

计算机网络复习

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