计算机基础-网络

在网络中,计算机用户可以相互交换信息,并且可以共享分布在整个网络系统中的资源。

网络分类

按范围分类
  • 个人域网(PAN)personal area network
    用于小范围的通信,一般范围只有几米。如:无线耳机与手机之间的通信,无线鼠标与pc之间的通信。
  • 局域网(LAN)local area network
    由一个建筑物或者一个建筑群中的若干计算机组成。
  • 城域网(MAN)metropolitan area network
    属于中型网络,如:横跨一个社区的城域网。
  • 广域网(WAN)wide area network
    能连接的范围更远,如:一个城市,或整个世界
按网络的拓扑结构(计算机连接的模式)分类
  • 总线型
    所有的机器都通过同一条被称为总线的通信线路连接起来。
  • 星型
    将一台机器所谓中心焦点,所有其他机器都与之相连。
  • 环型
    各机器通过通信介质连成一个封闭的环形。网络建成后,难以增加新的站点。

 
 

组合网络

有时候需要连接现有网络以形成一个扩展的通信系统,这可以通过使用一些设备(如:中继器,网桥,交换机,路由器等)将网络连接成一个更大的网络。

组合同类型网络
  • 中继器
    最简单,仅仅在两个原始网络间简单地来回传递信号(通常有某种形式地放大)
  • 网桥
    在两个网络之间传递信号,检查每条报文的目的地址,当报文的目的地址是另一边的计算机时才在连接上转发这个报文。
  • 交换机
    本质上时具有多连接的网桥。
组合不同类型的网络

网路必须建立一个网络的网络(称为互联网internet)。
在这个网络中,原始网络仍然保持其独立性,并且继续作为独立的网络运行。
路由器:是可以连接不同类型的网络的设备。是用来传送报文的专用计算机,它可以向适当的方向发送报文。
路由器提供的是网络之间的链接,并允许每个网络保持它独特的内部特性。
转发过程是基于互联网范围的寻址系统进行的,这个系统为互联网上的所有设备(包括原始网络中的机器和路由器)都赋予了唯一的地址。这样原始网络中的每台机器都有两个地址:自己网络内的本地地址和它的互联网地址。
一台机器想给远程网络中的另一台机器发送报文,需要先将报文的目的地互联网地址附在报文上。
每个路由器都维护了一张转发表,表中包含的信息能够让路由器依据每条信息的目的地址来确定其应该发送到哪个方向。
网关:一个网络与互联网链接的点。他是网络与外部世界之间的通道。
在许多情况下,网关仅仅指路由器。
 
 

分布式系统

在网络中不同的计算机作为进程执行的软件单元组成分布式系统。

集群计算

多个独立的计算机密切合作,提供计算或服务。
用于提供高可用性(更能保证集群中至少有一个成员能够响应请求)和负载平衡(负载可以自动从集群中负载太大的成员转移到负载太小的成员)

网格计算

耦合度没有集群高但是仍能够共同协作完成大型任务的分布式系统。
需要专门的软件,以便更容易地分发数据和算法到网格中的机器。

云计算

网络上大量的共享计算机得以被按需分配给客户机使用。
 
 

因特网(Internet)

因特网是相连网络的集合,这些网络作为一个连接的系统发挥作用。

体系结构

因特网服务提供商:Internet serivice provider,ISP。构建和维护网络的组织。
就网络本身而言,通常也习惯用ISP表示。如:要连接到一个ISP时,真正的意思是连接到由ISP提供的网络。
构成:

  • 第一层ISP,拥有非常高速的,高容量的国际化广域网。这些网络被看作是因特网的主干。通常是由通信行业中的大公司来运作。
  • 第二层ISP,区域性的,在能力上更弱一些。(与第一层ISP区分模糊),通常是由通信行业公司运营。
  • 因特网接入服务提供商(access ISP),提供第一,二层ISP的接入服务。本质上是独立的互联网,有时也称为内联网。由向个人家庭和企业提供因特网接入业务的机构来运营。
  • 终端系统(end system),也称主机(host),是个人用户与因特网接入服务商连接的设备。如:手机,PC等。

第一,二层ISP本质上是路由器的网络,集中提供因特网通信基础设施,被认为是因特网的核心。
因特网本质上是一个通信系统。

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因特网编址

因特网需要一个互联网范围的编址系统,为该系统中的每台计算机分配一个唯一的标识地址。
IP地址:Internet Protocol address,因特网协议地址。通常采用点分十进制记数法来表示。
因特网服务提供商可以将其被授权范围内的地址块中的IP地址分配给其管辖范围内的机器。
IPv4:32位地址
IPv6:128位地址
域名:用助记名称来标识地址,基于域的概念建立。每个域名对应一个IP地址。
域名通常是注册域的机构的描述,从而提高它们对人类的实用性。
顶级域名:edu教育机构,com商业机构,gov政府机构,org非盈利机构,museun博物馆,info无限制使用,net网络相关,和其他表示国家的顶级域名。
子域:在域管辖内所不同的网络。注册域名的机构可以在域内自由扩展名称。
域名服务器:name server,将域名转化为IP地址。其实它就是可以提供地址转换服务的目录。
域名系统:domain name system,DNS。是一个典型的分布式数据库, 每个域名服务器只存储着部分数据. 当其无法解析某个域名时, 就向其它服务器请求解析直到成功解析或超时.。

电子邮件

电子邮件是因特网的一个典型应用。
简单邮件传送协议:Simple Mail Transfer Protocol,SMTP。定义了一种方法,使得网络上的两台计算机可以在将一个电子邮件信息从一台主机传送到另一台主机的时候进行交互。
通过HELO,MAIL,RCPT,DATA和QUIT这样的步骤进行交互。
SMTP最初是为传送ASCII编码的文本信息而设计的,所有又开发了多用途因特网邮件扩展(MIME*),将非ASCII编码的数据转换成SMTP兼容的格式
邮局协议第三版(post office protocol version 3,POP3)和因特网邮件访问协议(Internet mail access protocol,IMAP)用以访问已到达并积累在用户邮件服务器里的电子邮件。
 
 

万维网

Word Wide Web
推动因特网发展的主要应用。
超文本文档格式:把超链接嵌入到其他文档中。
超文本传输协议HTTP,通过网络将超文本在浏览器和web服务器间进行传播。
浏览器:安装在用户的计算机上,复杂获取用户请求的资料,并将这些资料条理清晰地展现给用户。也称为客户端。
web服务器:驻留在含有待访问的超文本文档的计算机中,根据浏览器(客户端)的请求提供对机器里文档的访问权。
统一资源定位符:Uniform Resource Locator,URL。每个超文本的唯一标识。包含浏览器要正确联系服务器和请求所需文档所需要的信息。
一个URL包括:协议头(如http),所请求资源所在主机的IP地址/域名,目录路径(在该主机文件系统中的位置),资源名。
超文本标记语言:Hypertext Markup Language,HTML。通过标签来标记显示格式。
可扩展标记语言:eXtensible Markup Language,XML。是一种标准化的风格,用于设计将数据表示为文本文件的符号系统。

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