计算机网络技术原理

1.计算机网络原理是指计算机网络的基本概念、体系结构、协议和应用等方面的知识。《计算机网络原理》是计算机类专业本科生的一门专业基础必修课程，旨在让学生系统掌握计算机网络的相关知识和原理，深刻理解OSI/RM和TCP/IP网络体系结构，具备进行协议分析的能力。该课程分为三篇，分别从平面、立体和应用程序三个角度观察计算机网络，将计算机网络的基本原理分解成相对独立的三个层次。计算机网络的发展历史可以追溯到计算机诞生之初，随着技术的发展，越来越需要在计算机之间进行快速、大量的信息交换，于是人们便将计算机技术与通信技术进行结合，诞生了计算机网络。

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计算机网络基本原理是什么

本教程操作环境：windows7系统、Dell G3电脑。

计算机网络工作原理是将地理位置不同的具有功能的多台计算机及其外部设备，通过通信线路连接起来，在网络操作系统，网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下，实现资源共享和信息传递。

计算机网络向用户提供的最重要的功能有两个，即连通性和共享。

计算机网络的功能

数据通信

数据通信是计算机网络的最主要的功能之一。数据通信是依照一定的通信协议，利用数据传输技术在两个终端之间传递数据信息的一种通信方式和通信业务。它可实现计算机和计算机、计算机和终端以及终端与终端之间的数据信息传递，是继电报、电话业务之后的第三种最大的通信业务。数据通信中传递的信息均以二进制数据形式来表现，数据通信的另一个特点是总是与远程信息处理相联系，是包括科学计算、过程控制、信息检索等内容的广义的信息处理。

资源共享

资源共享是人们建立计算机网络的主要目的之一。计算机资源包括硬件资源、软件资源和数据资源。硬件资源的共享可以提高设备的利用率，避免设备的重复投资，如利用计算机网络建立网络打印机；软件资源和数据资源的共享可以充分利用已有的信息资源，减少软件开发过程中的劳动，避免大型数据库的重复建设。

集中管理

计算机网络技术的发展和应用，已使得现代的办公手段、经营管理等发生了变化。目前，已经有了许多管理信息系统、办公自动化系统等，通过这些系统可以实现日常工作的集中管理，提高工作效率，增加经济效益。

实现分布式处理

网络技术的发展，使得分布式计算成为可能。对于大型的课题，可以分为许许多多小题目，由不同的计算机分别完成，然后再集中起来，解决问题。

负荷均衡

负荷均衡是指工作被均匀的分配给网络上的各台计算机系统。网络控制中心负责分配和检测，当某台计算机负荷过重时，系统会自动转移负荷到较轻的计算机系统去处理。

由此可见，计算机网络可以大大扩展计算机系统的功能，扩大其应用范围，提高可靠性，为用户提供方便，同时也减少了费用，提高了性能价格比。

计算机网络工作原理是什么？

关于计算机网络的定义。

广义的观点：计算机技术与通信技术相结合，实现远程信息处理或进一步达到资源共享的系统；资源共享的观点：以能够相互共享资源的方式连接起来，并且各自具有功能的计算机系统的集合；对用户透明的观点：存在一个能为用户自动管理资源的网络操作系统，由它来调用完成用户任务所需要的资源，而整个网络像一个大的计算机系统一样对用户是透明的，实际上这种观点描述的是一个分布式系统。

1、支撑计算机网络的有两大技术原理：

1）计算机（广义上的计算机） 2）通信技术（包括接入和输出技术）

前者的存在使得用户有了强大的数据录入、处理、输出能力，后者使得信息的远程即时交换和共享成为可能。

2． 计算机网络的拓朴结构。

答：计算机网络采用拓朴学的研究方法，将网络中的设备定义为结点，把两个设备之间的连接线路定义为链路。计算机网络也是由一组结点和链路组成的的几何图形，这就是拓朴结构。

分类：按信道类型分，分为点---点线路通信子网和广播信道的通信子网。采用点——点连线的通信子网的基本结构有四类：星状、环状、树状和网状；广播信道通子网有总线状、环状和无线状。

3． 计算机网络的体系结构

答：将计算机网络的层次结构模型和分层协议的集合定义为计算机网络体系结构。

4．计算机网络的协议三要素

答：三要素是：1，语法：关于诸如数据格式及信号电平等的规定；2，语义：关于协议动作和差错处理等控制信息；3，定时：包含速率匹配和排序等。

5．OSI七层协议体系结构和各级的主要作用

答：七层指：由低到高，依次是物理层，数据链路层，网络层，传输层，会话层，表示层和应用层。

6．TCP/IP协议体系结构

答：TCP/IP是一个协议系列，目前已饮食了100多个协议，用于将各种计算机和数据通信设备组成计算机网络。

TCP/IP协议具有如下特点：1，协议标准具有开放性，其于特定的计算机硬件与操作系统，可以免费使用；2，统一分配网络地址，使得整个TCP/IP设备在网络中都具有惟一的IP地址。

分层：应用层（SMTP, DNS, NFS, FTP, Telnet, Others）、传输层（TCP,UDP）、互联层（IP，ICMP, ARP, RARP）、主机——网络层(Ethernet, ARPANET, PDN ,Others)。

传输控制协议TCP：定义了两台计算机之间进行可靠数据传输所交换的数据和确认信息的格式，以及计算机为了确保数据的正确到达而采取的措施。

7、计算机通信常用原理

虚电路可分为永久虚电路和交换虚电路。

X.25协议描述了主机（DTE）与分组交换网（PSN）之间的接口标准。

X.25的分组级相当于OSI参考模型中的网络层，主要功能是向主机提供多信道的虚电路服务。

帧中继的层次结构中只有物理层和链路层，采用光纤作为传输介质。

帧中继的常见应用：1，局域网的互联，2，语音传输，3，文件传输。

ATM（异步传输模式），ATM的信元具有固定的长度，53个字节，5个自己是信头，48个字节是信息段。

ATM网络环境由两部分组成：ATM网络和ATM终端用户。

局域网L3交换技术：Fast IP技术，Net Flow技术

广域网L3交换技术：Tag Switching

虚拟局域网：是通过路由和交换设备在网络的物理拓扑结构基础上建立的逻辑网络。

虚拟局域网的交换技术：端换、帧交换、元交换。

虚拟局域网的划分方法：按交换端口号、按MAC地址、按第三层协议。

VPN（虚拟专用网），特点：1，安全保障，2，服务质量保证，3，可扩充性和灵活性，4，可管理性。

VPN的安全技术：隧道技术、加解密技术、密钥管理技术、使用者与设备身份认证技术。

网络管理基本功能：故障管理、计费管理、配置管理、性能管理、安全管理。

SNMP（简单网络管理协议），CMIS/CMIP（公共管理信息服务和公共管理信息协议）。

计算机网络原理详解学生必看

计算机网络原理详解

计算机网络基础

线路(网线，光纤，无线。。。)

计算机终端(服务器， 电脑设备， 终端机， POS机，

ATM机。。。)

网络设备(路由器，交换机，中继器，光电转换器，负

载均衡，防火墙，中继器。。。)

软件和协议

网络通信的目的：通信和资源共享

网络的七层模型：物理层，数据链路层，网络层，传输

层，会话层，表示层，应用层

物理层

目的：保证原始数据比特流的无误传输；

任务：确定与物理媒体相关的机械特性，电气特性、机械

特性、功能特性以及规程特性

机械特性：连接器形式与插针分配电气特性：接口电气信号

特性。

功能特性：数据传递、控制、定时、接地规程特性：接口电

路所使用的规程

国物理层-宽带

带宽的单位：bps(比特率) ， 即bits/sec

带宽的大小，指的是每秒能吞吐多少个“位”(0/1)

文件的大小，指的是1字节=8位(8个0/1)距离与宽带

成反比，距离越远，带宽越低

例如：局域网的带宽比广域网大；

物理层：将二进制的数字信息比特流从一个节点传输到

下一个节点

设备：线路(网线、光纤，无线，同轴电缆等)，网卡，

无线(3G， 4G， 5G， 蓝牙， 红外， WiFi)

物理层-网卡的作用：

将数字信息进行串/并转换；

地址标识；

数据帧的封装和拆卸；

MAC地址：又叫网卡地址， 48bits(8个字节) ， 0~23位

是厂商代码，24~47位是产商自行分派

口计算机内部：CPU， 内存， 硬盘， 键盘

例如代码程序，已知：定义变量a=1.b=2求：X=a+b

的结果。

回计算机计算原理：

第一步，计算机会在内存中，划分-块区域，表示为

a，大小为1，表示为b，大小为2；

第二步， CPU从内存中取到到数据进行计算， 再把计

算结果存储到内存中，表示为X，大小为3：

缓存：

由于CPU， 内存和硬盘传输效率不同， CPU>内存>

硬盘，所以需要缓存进行数据暂存，缓存大小不同，影

响电脑性能；

内存和硬盘的区别：

断电下，硬盘的数据会保存下来，但是内存/缓存的

数据会丢失；

CPU：

位数：一位按照8位的倍数，32位，64位表示一个脉冲可

以传输64个bits；

主频：2.6GHZ， -秒钟传输2.6G， 1k=1024KB1M=

1000K1G=1024M1G=10亿bits 2.6GHZ相当于一秒钟

64*26亿bits

数据链路层

目的：保证数据在物理链路上实现可靠的传输

数据的封装和拆卸

地址标识

数据校验，如：1101101100，在尾部加上数据准确性

检查，如果1为偶数就是1，奇数为0.接收端看接收到的

数据中1是不是为偶数，是则表示数据接收是对的，存往一

点风险955

网络层

网络层数据传输单位(包)，其作用有：

路由选择；

实现数据跨网络的链接；

IP协议

网络层包含：版本号，头度，服务器类型，数据包总

长度，生存期，源地址，目标地址等

IP协议--地址

IPV 4地址由32位二进制数字组成， 每8位为一段， 共

分为4段，段间用"."隔开，为了便于阅读，每一段表示为

其对应的十进制数字，称为“点分十进制”表示形式；

IPV 4地址由类型， 网络号和主机号三个部分组成，

路由寻址时，首先根据地质的网络号到达网络，然后利

用主机号达到主机；

IPV 4地址分为5类， 不同的类型适用于不同规模的网络

IP地址在0~255之间，255为广播地址，0表示网段

网络号：IP地址和子网掩码进行逻辑与计算的结果

例如：IP：10.102.129.158子网掩码：255.255.255.0

十进制转换成二进制：除二取余数，一位数不够时，补0

传输层

物理层+数据链路层+网络层：实现数据从原主机的网卡送

到目标主机的网卡中；

物理层+数据链路层+网络层+传输层：实现数据从源主机

的进程送到目标主机的应用程序进程(端口号)

传输的目的：

实现数据从源进程到目标进程的传输；

断点续传；

拥塞控制

传输层的两个协议：UDP协议， TCP协议， 两个协议区别

如下：

UDP无连接协议， TCP是面向连接的协议；

TCP比UDP更可靠；

UDP比TCP要占用的网开销小很多

端口号的概念：

对于TCP或UDP的应用程序， 都有标识该应用程序

的端口号，即端口号用于区分各种应用；

端口号的长度是16位，可提供65536(2的16次方)个

不同的端口号；

端口号1-255是公共端口号， 256-1024是用于Unix

服务；

端口号的另一种分配方法叫本地分配，使用1024以

上的端口号，本地分配方式不受网络规模，但是通

信双方要预先知道。

网络连接的三次握手和四次断开，例如A和B的进行通

信，三次握手四次释放过程如下：

三次握手：

1.A发请求给B(希望对方可以一起吃饭， SYN， seq=0)

2.B回复A(可以一起吃饭， ， SYN， seq=0，ACK ACK

number=1)

3.A确认收到B的确认消息(ACK ACK number=1)

四次断开：

1.A告诉B， 数据发送完了(序号n， FIN=1)

2.B告诉A， 收到最后一个消息了(ACK number=n+1，

ACK flag=1)

3.B的数据发送完了后，B告诉A，数据发送完了(序号m，

FIN=1)

4.A告诉B， 收到了最后一个消息(ACK number=m+1，

ACK flag=1)

应用层

应用层，确定数据格式，数据加密，数据压缩等；

应用层常用的协议：

HTTP协议：HyperText Transfer Protocol超文本传输

协议，是应用层协议，请求和响应应有固定的格式，

请求由四部分组成：请求行，请求头，空行，请求体；

响应也是有四部分组成：响应行，响应头，空行，请求体；

接口请求的方式有：GE获联资源) ， POS PE传送数据)