计算机网络中,数据是如何到达指定主机的
有了网卡(硬件)的支持,还得有软件的支持。网卡负责跟外面的世界沟通,但是沟通回来的所有资料都是一堆堆的,他不负责完美的展现给你看。这个时候操作系统程序会对获取回来的资料进行精心的整理,排列好输送到电脑屏幕。这样你最后获得的就是规则整齐的东西。操作系统有着极其发杂的程序从QQ啊,浏览器等软件接收你的请求,通过网卡发送出去,然后再通过网卡返回整理并展现你想要东西。
假设你的名字叫小甲,你住在院子甲里,你有很多的邻居小伙伴——X,X...,在门口传达室还有个看门的甲大爷,甲大爷就是你的网关。当你想跟院子里的小伙伴玩时,只要你在院子里大喊一声他的名字,他听到了就会回应你,并且跑出来跟你玩。
但是你不被允许走出大门,你想与外界发生的一切联系,都必须由门口的甲大爷(网关)用电话帮你联系。假如你想找你的同学小乙聊天,小乙家住在院子乙里,院子乙里也有一个看门的乙大爷(小乙的网关)。但是你不知道小乙家的电话号码,不过你的班主任老师有一份你们班全体同学的名单和电话号码对照表,你的老师就是你的DNS服务器。于是你在家里拨通了门口甲大爷的电话,有了下面的对话:
->小甲:甲大爷,我想找班主任查一下小乙的电话号码吗?
->甲大爷:好,你等着。(接着甲大爷给你的班主任打了一个电话,问清楚了小乙的电话)问到了,他家的电话号码是211.99.99.99。
->小甲:太好了!甲大爷,我想找小乙,你再帮我联系一下小乙。
->甲大爷:没问题。(接着甲大爷向电话局发出了请求接通了小乙家电话的请求,最后一关当然是被接到了小乙家那个院子的乙大爷那里,然后乙大爷把电话给转到小乙家)就这样甲和小乙取得了联系。
至于DHCP服务器吗,可以这样比喻:你家院子里的居民越来越多了,传达室甲大爷那里的电话交换机已经不能满足这么多居民的需求了,所以只好采用了一种新技术叫做DHCP,居民开机的时候随机得到一个话号码,每一次得到的号码都可能会不同。
网关:你家门口的甲大爷就是你的网关。
DNS服务器:你的班主任就是你的DNS服务器。
DHCP服务器:甲大爷传达室的电话交换机就是你的DHCP服务器。
路由:甲大爷和乙大爷之间的对话就叫做路由。
另:
如果你还有个小朋友叫小丙,他住的院子看门的是丙大爷,因为小丙住的院子刚盖好,丙大爷刚来不久,他没有甲大爷和乙大爷办公室的电话,甲大爷和乙大爷自然也没有丙大爷的电话。这时可以用两种办法解决:
居委会的赵大妈告诉了丙大爷关于甲,乙二位大爷的电话,同时赵大妈也告诉了甲,乙关于丙的电话。这叫做静态设定路由。
赵大妈病了,丙大爷自己到处打电话,见人就说:“我是小丙他们院子管电话的”,结果被甲,乙二位听到了,于是就记在了他们的通讯录上,然后甲,乙就给丙回了个电话说:“我是小甲他们院子管电话的”,这就叫做动态设定路由。
然后有一天小甲要找小丙,结果自然是小甲给甲大爷打电话说:“甲大爷,我要找小丙”,于是甲大爷一找通讯录:“哦,小丙的院子电话是丙大爷管着的,要找小丙自然先要通知丙大爷,我可以通知乙大爷让他去找丙大爷,也可以自己直接找丙,那当然是自己直接找快了",于是甲大爷给丙大爷打了电话,然后丙大爷又把电话转到了小丙家。这里,甲大爷的通讯录叫做路由表。甲大爷选择是自己直接找丙大爷还是让乙大爷帮忙转接叫做路由选择。
甲大爷之所以直接找丙大爷是有依据的,因为它直接找丙大爷就能一步到位,如果要找乙大爷转接就需要两步才能完成,这里的“步”叫做“跳数”,甲大爷的选择遵循的是最小跳数原则(如果不遵循这个原则,小甲可能就要多等些时间才能找到小丙,最终结果可能导致甲大爷因为工作不力被炒鱿鱼,这叫做“延时太长,选路原则不合理,换了一个路由器”)。
事情总是有变化的,小甲和小乙吵架了,这些天小甲老是给小丙打电话,小乙心想:“他是不是在说起坏话啊?”于是小乙决定偷听小甲和小丙的通话,但是他又不能出院子,怎么办呢?小乙做了这样一个决定:首先他告诉自己院子里管电话的乙大爷说:“你给甲大爷打个电话说小丙搬到咱们院子了,以后凡是打给他的电话我来接”,乙大爷没有反应过来(毕竟年纪大了)就给甲大爷打了电话,说:“现在我来管理小丙的电话了,丙大爷已经不管了”,结果甲大爷就把他的通讯录改了,这叫做路由欺骗。以后小甲再找小丙,甲大爷就转给乙大爷了(其实应该转给丙大爷的),乙大爷收到了这个电话就转给小乙(因为他之前已经和小乙说好了),小乙收到电话就假装小丙和小甲通话。因为小乙做贼心虚,害怕明天小甲和小丙见面后当面问他,于是通信断了之后,又自己以小甲的名义给小丙通了个电话复述了一遍刚才的话,这就叫做数据窃听。
再后来,小甲还是不断和小丙联系,而冷落了小乙,小乙心里嘀咕啊:“我不能总是这样以小丙的身份和小甲通信啊,万一有一天露馅了怎么办?”于是他想了一个更阴险的招数:“干脆我也不偷听你们电话了,你小甲不是不给我打电话吗!那我让你给小丙也打不了,哼哼!”他怎么做呢,我们来看:他联系了一批狐朋狗友,和他们串通好,每天固定一个时间大家一起给院子丙打电话,内容什么都有,只要传达室的丙爷爷接电话,就会听到“打雷啦,下雨收衣服啊!”、“人是人他妈生的,妖是妖他妈生的”、“你妈贵姓”等等,听的脑袋都大了,不听又不行,电话不停的响啊!终于有一天,丙爷爷忍不住了,大喊一声:“我受不了啦!!!”,于是上吊自杀了!这就是最简单的DDOS攻击,丙爷爷心理承受能力弱的现象叫做“数据处理模块有BUG”,丙爷爷的自杀叫做“路由器瘫痪”。 如果是我,就会微笑着和他们拉家常,例如告诉他们“我早就听了天气预报,衣服10分钟前已经收好了”或者“那你妈是人还是妖”或者“和你奶奶一个姓”等等,我这种健全的心理叫做“健壮的数据报处理,能够抵御任何攻击”。丙爷爷自杀之后,小甲终于不再给小丙打电话了,因为无论他怎么打对方都是忙音,这种现象叫做“拒绝服务”,所以小乙的做法还有一个名字叫做“拒绝服务攻击”。小乙终于安静了几天,...
几天后,小乙的院子来了一个美丽的女孩,名字叫做小丽,小乙很喜欢她(小小年纪玩什么早恋!)可是小丽有个很帅的男朋友,小乙干瞪眼没办法。当然这里还是要遵循上面的原则:小丽是不能出院子的。那个男的想泡小丽自然只能打电话,于是小乙又蠢蠢欲动了:还记得乙大爷是院子的电话总管吗?他之所以能管理电话是因为他有一个通讯录,因为同一个院子可能有2个孩子都叫小乙,靠名字无法区分,所以通讯录上每一行只有两项:
门牌 电话
一号门 1234567 (这个是小乙的)
二号门 7654321 (这个是小丽的)
......
乙大爷记性不好,但这总不会错了吧(同一个院子不会有2个“二号门”吧)?每次打电话人家都要说出要找的电话号码,然后通过通讯录去院子里面敲门,比如人家说我找“1234567”,于是乙大爷一比较,哦,是一号门的,他就去敲一号门“听电话”,如果是找“7654321”,那他就找二号门“听电话”。这里的电话号码就是传说中的“IP地址”。这里的门牌号就是传说中的网卡的“MAC地址”(每一块网卡的MAC地址都是不一样的,这是网卡的制造商写死在网卡的芯片中的)小乙心里想“奶奶的,老子泡不到你也别想泡”,于是他打起了乙大爷通讯录的主意,经过细心的观察,周密的准备,他终于发现乙大爷有尿频的毛病(毕竟是老人啊...),终于在一个月黑风高的白天,乙大爷去上厕所了,小明偷偷的摸进传达室,小心翼翼的改了乙大爷的通讯录......
过了几天,小丽的男朋友又给小丽打来了电话,对方报的电话是“7654321”,乙大爷一看通讯录,靠,名字无法区分,所以通讯录上每一行只有两项:
门牌 电话
一号门 1234567 (这个是小乙的)
一号门 7654321 (注意:这个原来是小丽的,但是被小乙改了)
......
乙大爷不知道改了啊,于是就去找一号门的小乙了,小乙心里这个美啊,他以小丽父亲的口吻严厉的教训了那个男的和小丽之间不正当的男女关系,结果那个男的恭恭敬敬的挂了电话。当然小丽并不知道整个事情的发生...这里小乙的行为叫做“ARP欺骗”(因为在实际的网络上是通过发送ARP数据包来实现的,所以叫做“ARP欺骗”),乙大爷的通讯录叫做“ARP表”这里要注意:乙大爷现在有两个通讯录了,一个是记录每个院子传达室电话的本本,叫做“路由表”,一个是现在说的记录院子里面详细信息的本本,叫做“ARP表”。有句名言是“人们总是在追求完美的,尽管永远也做不到”(请记住这句话,因为这是一个大名人--也就是我,说的)乙大爷的制度中有一条是这么写的“每个月要重新检查一下门牌号和电话的对应本(也就是ARP表)”,这个动作叫做“刷新ARP表”,每个月的时间限制叫做“刷新ARP表的周期”。这样小乙了让那个男的永远不能找到小丽,之后每个月都要偷偷改一次那个通讯录,不过这样也是不得不做的事啊!
补充一点,小乙是很聪明的,如果通讯录(ARP表)被改成了这样:
门牌(MAC) 电话(IP)
一号门 1234567 (这个是小乙的)
二号门 1234567 (注意:这个被小乙改了,但是他一时头晕改错了)
......
就会使计算机就会弹出一个对话框提示“出现重复的IP地址”,最终会导致王爷爷不知所措,于是通知一号门和二号门,你们的电话重复了。这样小丽就知道有人在破坏她的好事,这个现象叫做“骗局被揭穿了”。
过了几天,小甲知道了小乙偷听他和小丙的电话,于是就和小丙约定好了密码。小甲在家里把要说的加密了之后告诉小丙。土豆-〉星期三,地瓜-〉请客,笨蛋-〉小甲家。于是小甲告诉小丙:土豆笨蛋地瓜。小乙听了???不懂。。。。郁闷了。。。这是加密。除此之外,小丽也知道了小乙改他家的电话号码了。于是乙大爷就登门一个一个把电话和门牌号记下来。并且藏起来不允许外人修改,只能自己有钥匙(密码)。这是ip地址和MAC地址绑定。当有人改了电话号码的时候,就得找乙大爷改。麻烦是麻烦了,但是安全了。不过小乙偷偷的把乙大爷的钥匙偷配了一把(盗窃密码成功),于是他还可以修改。 大概就这个意思。
CH1 答案 一.填空题 1.通信 2.实现资源共享 3.局域网 广域网 4.资源子网 通信子网 二.选择题 DDBBCCA 三.简答题 1.答:所谓计算机网络,就是指以能够相互共享资源的方式互连起来的自治计算机系统的集合。 2.答:计算机网络技术的发展大致可以分为四个阶段。 第一阶段计算机网络的发展是从20世纪50年代中期至20世纪60年代末期,计算机技术与通信技术初步结合,形成了计算机网络的雏形。此时的计算机网络,是指以单台计算机为中心的远程联机系统。 第二阶段是从20世纪60年代末期至20世纪70年代中后期,计算机网络完成了计算机网络体系结构与协议的研究,形成了初级计算机网络。 第三阶段是从20世纪70年代初期至20世纪90年代中期。国际标准化组织(ISO)提出了开放系统互联(OSI)参考模型,从而促进了符合国际标准化的计算机网络技术的发展。 第四阶段是从20世纪90年代开始。这个阶段最富有挑战性的话题是互联网应用技术、无线网络技术、对等网技术与网络安全技术。 3.网络的拓扑结构主要主要有:星型拓扑、总线型拓扑、环型拓扑、树型拓扑结构、网状型拓扑结构。 (1)星型拓扑优点:控制简单、故障诊断和隔离容易、服务方便;缺点:电缆需量大和安装工作量大;中心结点的负担较重,容易形成瓶颈;各结点的分布处理能力较低。 (2)树型拓扑优点:易于扩展、故障隔离较容易;缺点是各个结点对根的依赖性太大,如果根结点发生故障,则整个网络都不能正常工作。 (3)总线型拓扑的优点如下:总线结构所需要的电缆数量少;总线结构简单,又是无源工作,有较高的可靠性;易于扩充,增加或减少用户比较方便。总线型拓扑的缺点如下:总线的传输距离有限,通信范围受到限制。故障诊断和隔离较困难。总线型网络中所有设备共享总线这一条传输信道,因此存在信道争用问题, (4)环型拓扑的优点如下:拓扑结构简单,传输延时确定。电缆长度短。环型拓扑网络所需的电缆长度和总线型拓扑网络相似,比星型拓扑网络所需的电缆短。可使用光纤。光纤的传输速率很高,十分适合于环型拓扑的单方向传输。环型拓扑的缺点如下:结点的故障会引起全网的故障;故障检测困难;信道利用率低。 (5)网状型拓扑优点是:可靠性好,结点的独立处理能力强,信息传输容量大。 缺点是:结构复杂,管理难度大,投资费用高。 4.计算机网络的主要功能:资源共享、数据通信、实时控制、均衡负载和分布式处理、其他综合服务。举例说明(略)。 CH2 答案 一.填空题 1.信号
2.串行通信 并行通信 并行通信 3.调制 解调 调制解调器 4.幅度调制(ASK) 频率调制(FSK) 相位调制(PSK) 5.电路交换 报文交换 分组交换 6.奇偶校验 循环冗余校验 7.非屏蔽双绞线 屏蔽双绞线 二.选择题 BDAABDABCCB 三.简答题 1.答:信息是指有用的知识或消息,计算机网络通信的目的就是为了交换信息。数据是信息的表达方式,是把事件的某些属性规范化后的表现形式,它能够被识别,可以被描述。数据与信息的主要区别在于:数据涉及的是事物的表示形式,信息涉及的是这些数据的内容和解释。在计算机系统中,数据是以统一的二进制代码表示,而这些二进制代码表示的数据要通过物理介质和器件进行传输时,还需要将其转变成物理信号。信号是数据在传输过程中的电磁波表现形式,是表达信息的一种载体,如电信号、光信号等。在计算机中,信息是用数据表示的并转换成信号进行传送。 2.答:当发送端以某一速率在一定的起始时间内发送数据时,接收端也必须以同一速率在相同的起始时间内接收数据。否则,接收端与发送端就会产生微小误差,随着时间的增加,误差将逐渐积累,并造成收发的不同步,从而出现错误。为了避免接收端与发送端的不同步,接收端与发送端的动作必须采取严格的同步措施。 同步技术有两种类型: (1)位同步:只有保证接收端接收的每一个比特都与发送端保持一致,接收方才能正确地接收数据。 (2)字符或帧数据的同步:通信双方在解决了比特位的同步问题之后,应当解决的是数据的同步问题。例如,字符数据或帧数据的同步。 3、4.略 5.传输出错,目的结点接收到的比特序列除以G(x)有余数。 CH3 答案 一.填空题 1.物理层 数据链路层 网络层 传输层 会话层 表示层 应用层 2.物理 3.比特流 差错 4.比特 数据帧 数据包(分组) 报文 5.物理层 网络层 传输层 二、选择题 DBACB BCABB CDACA 三、简答题 1.所谓网络体系结构就是为了完成主机之间的通信,把网络结构划分为有明确功能的层次,并规定了同层次虚通信的协议以及相邻层之间的接口和服务。因此,网络的层次模型与各层协议和层间接口的集合统称为网络体系结构。 2.网络体系结构分层的原则: 1)各层之间是独立的。某一层并不需要知道它的下层是如何实现的,而仅仅需要知道下层能提供什么样的服务就可以了。
2)灵活性好。当任何一层发生变化时,只要层间接口关系保持不变,则在这层以上或以下各层均不受影响。 3)结构上可独立分割。由于各层独立划分,因此,每层都可以选择最为合适的实现技术。 4)易于实现和维护。这种结构使得实现和调试一个庞大而又复杂的系统变得易于处理,因为整个系统已被分解为若干个相对独立的子系统。 3.帧同步(定界)就是标识帧的开始与结束,即接收方从收到的比特流中准确地区分出一帧的开始于结束。常见有4中帧定界方法,即字符计数法、带字符填充的首尾界符法、带位填充的首尾标志法和物理层编码违例法。 4.数据链路层使用的地址是MAC地址,也称为物理地址;网络层使用的地址是IP地址,也称为逻辑地址;传输层使用的地址是IP地址+端口号。 5.网络层的主要功能是提供不相邻结点间数据包的透明传输,为传输层提供端到端的数据传送任务。网络层的主要功能有:1)为传输层提供服务;2)组包与拆包;3)路由选择;4)流量控制。 6.传输层是计算机网络体系结构中非常重要的一层,其主要功能是在源主机与目的主机进程之间负责端到端的可靠数据传输,而网络层只负责找到目的主机,网络层是通信子网的最高层,传输层是资源子网的最低层,所以说传输层在网络体系结构中是承上启下的一层。在计算机网络通信中,数据包到达指定的主机后,还必须将它交给这个主机的某个应用进程(端口号),这由传输层按端口号寻址加以实现。 7.流量控制就是使发送方所发出的数据流量速率不要超过接收方所能接收的数据流量速率。流量控制的关键是需要一种信息反馈机制,使发送方能了解接收方是否具备足够的接收及处理能力,使得接收方来得及接收发送方发送的数据帧。 流量控制的作用就是控制“拥塞”或“拥挤”现象,避免死锁。 流量在计算机网络中就是指通信量或分组流。拥塞是指到达通信子网中某一部分的分组数量过多,使得该部分网络来不及处理,以致引起这部分乃至整个网络性能下降的现象。若通信量再增大,就会使得某些结点因无缓冲区来接收新到的分组,使网络的性能明显变差,此时网络的吞吐量(单位时间内从网络输出的分组数目)将随着输入负载(单位时间内输入给网络的分组数目)的增加而下降,这种情况称为拥塞。在网络中,应尽量避免拥塞现象的发生,即要进行拥塞控制。 网络层和传输层与流量控制和拥塞控制有关。 8.传输层的主要功能有:1)分段与重组数据2)按端口号寻址3)连接管理4)差错处理和流量控制。 分段与重组数据的意思如下: 在发送方,传输层将会话层来的数据分割成较小的数据单元,并在这些数据单元头部加上一些相关控制信息后形成报文,报文的头部包含源端口号和目标端口号。在接收方,数据经通信子网到达传输层后,要将各报文原来加上的报文头部控制信息去掉(拆包),然后按照正确的顺序进行重组,还原为原来的数据,送给会话层。 9.TCP/IP参考模型先于OSI参考模型开发,所以并不符合OSI标准。TCP/IP参考模型划分为4个层次:1)应用层(Application Layer);2)传输层(Transport Layer);3)网际层(Internet Layer);4)网络接口层(Host-to-Network Layer)。 10.OSI参考模型与TCP/IP参考模型的共同点是它们都采用了层次结构的概念,在传输层中二者都定义了相似的功能。但是,它们在层次划分与使用的协议上有很大区别。 OSI参考模型与协议缺乏市场与商业动力,结构复杂,实现周期长,运行效率低,这是它没有能够达到预想目标的重要原因。 TCP/IP参考模型与协议也有自身的缺陷,主要表现在以下方面:
1)TCP/IP参考模型在服务、接口与协议的区别上不很清楚;2)TCP/IP参考模型的网 络接口层本身并不是实际的一层,它定义了网络层与数据链路层的接口。物理层与数据链路层的划分是必要合理的,一个好的参考模型应该将它们区分开来,而TCP/IP参考模型却没有做到这点。 CH4 答案 一.填空题 1.光纤 2.IEEE802.4 3.介质访问控制子层(MAC) 逻辑链路子层(LLC) 4.CSMA/CD 令牌环介质访问控制方法 令牌总线介质访问控制方法 5.星型结构 总线型结构 环型结构 6.MAC地址 48 厂商 该厂商网卡产品的序列号 二.选择题 ADCBCDAB 二.简答题 1.答:局域网是在有限的地理范围内,利用各种网络连接设备和通信线路将计算机互联在一起,实现数据传输和资源共享的计算机网络。局域网特点:地理范围有限;一般不对外提供服务,保密性较好,且便于管理;网速较快;误码率低;局域网投资较少,组建方便,使用灵活等。 2.答:局域网有硬件和软件组成。局域网的软件系统主要包括:网络操作系统、工作站系统、网卡驱动系统、网络应用软件、网络管理软件和网络诊断软件。局域网的硬件系统一般由服务器、用户工作站、网卡、传输介质和数据交换设备五部分组成。 3.答:目前,局域网常用的共享式访问控制方式有三种,分别用于不同的拓扑结构:带有冲突检测的载波侦听多路访问法(CSMA/CD),令牌环访问控制法(Token Ring),令牌总线访问控制法(token bus)。 CSMA/CD协议主要用于物理拓扑结构为总线型、星型或树型的以太网中。CSMA/CD采用了争用型介质访问控制方法,原理比较简单,技术上易实现,网络中各工作站处于平等地位,不需集中控制,不提供优先级控制。在低负荷时,响应较快,具有较高的工作效率;在高负荷(节点激增)时,随着冲突的急剧增加,传输延时剧增,导致网络性能的急剧下降。此外,有冲突型的网络,时间不确定,因此,不适合控制型网络。 令牌环(Token Ring)介质访问控制多用于环型拓扑结构的网络,属于有序的竞争协议。令牌环网络的主要特点:无冲突;时间确定;适合光纤;控制性能好;在低负荷时,也要等待令牌的顺序传递,因此,低负荷时响应一般,在高负荷时,由于没有冲突,因此有较好的响应特性。 令牌总线访问控制技术应用于物理结构是总线的而逻辑结构却是环型的网络。特点类似令牌环介质访问控制技术。 4.答:CSMA/CD方法的工作原理可以简单地概括为以下4句话:先听后发、边听边发、冲突停止、随机延迟后重发。 5.答:由于局域网不需要路由选择,因此它并不需要网络层,而只需要最低的两层:物理层和数据链路层。IEEE802标准,又将数据链路层分为两个子层:介质访问控制子层MAC和逻辑链路子层LLC。
CH5 答案 一.填空题 1.交换机 路由器 2.电路交换(拨号)服务 分组交换服务 租用线路或专业服务 3.计算机主机 局域网 4.640kbps-1Mbps 1.5Mbps-8Mbps 二.选择题 BCADAA 三.简答题 1.答:①拨号上Internet/Intranet/LAN; ②两个或多个LAN之间的网络互连; ③和其它广域网技术的互连。 2.答:(1)多种业务的兼容性 (2)数字传输:ISDN能够提供端到端的数字连接。 (3)标准化的接口: (4)使用方便 (5)终端移动性 (6)费用低廉 3.答:① 采用TDMA、CDMA数字蜂窝技术,频段为450/800/900MHz,主要技术又GSM、IS-54TDMA(DAMPS)等; ② 微蜂窝技术,频段为1.8/1.9GHz,主要技术基于GSM的GSC1800/1900,或IS-95的CDMA等; ③ 通用分组无线业务(Gerneral Packet Radio Service,GPRS)可在GSM移动电话网上收、发话费增值业务,支持数据接入速率最高达171.2Kbps,可完全支持浏览Internet的 Web站点。 CH6答案 一.填空题 1.unix 、linux、Netware、Windows Server系列 2.打印服务 通信服务 网络管理 二.选择题 DBCAC 三.问答题 1.答:①从体系结构的角度看,当今的网络操作系统可能不同于一般网络协议所需的完整的协议通信传输功能。 ②从操作系统的观点看,网络操作系统大多是围绕核心调度的多用户共享资源的操作系统。 ③从网络的观点看,可以将网络操作系统与标准的网络层次模型作以比较。 2.答:网络操作系统除了应具有通常操作系统应具有的处理机管理、存储器管理、设备管理和文件管理外,还应具有以下两大功能: ①提供高效、可靠的网络通信能力; ②提供多种网络服务功能,如远程作业录入并进行处理的服务功能;文件传输服务功能;电子邮件服务功能;远程打印服务功能等。
这里我们以一个最简单的“ping”命令,来解释一个数据包“旅程”。
假设:我的电脑A,向远在外地的朋友电脑B传输数据,最简单的就是“ping”一下,看看这个家伙的那一端网络通不通。A与B之间只有一台路由器。(路由器可能放在学校,社区或者电信机房,无所谓,基本原理是一样的)
具体过程如下------
1.“ping”命令所产生的数据包,我们归类为ICMP协议。说白了就是向目的地发送一个数据包,然后等待回应,如果回应正常则目的地的网络就是通的。当我们输入了“ping”命令之后,我们的机器(电脑A)就生成了一个包含ICMP协议域的数据包,姑且称之为“小德”吧~~~~
2.“小德”已经将ICMP协议打包到数据段里了,可是还不能发送,因为一个数据要想向外面传送,还得经过“有关部门”的批准------IP协议。IP要将你的“写信人地址”和“收信人地址”写到数据段上面,即:将数据的源IP地址和目的IP地址分别打包在“小德”的头部和尾部,这样一来,大家才知道你的数据是要送到哪里。
3.准备工作还没有完。接下来还有部门要审核------ARP。ARP属于数据链路层协议,主要负责把IP地址对应到硬件地址。直接说吧,都怪交换机太“傻”,不能根据IP地址直接找到相应的计算机,只能根据硬件地址来找。于是,交换机就经常保留一张IP地址与硬件地址的对应表以便其查找目的地。而ARP就是用来生成这张表的。比如:当“小德”被送到ARP手里之后,ARP就要在表里面查找,看看“小德”的IP地址与交换机的哪个端口对应,然后转发过去。如果没找到,则发一个广播给所有其他的交换机端口,问这是谁的IP地址,如果有人回答,就转发给它。
4.经过一番折腾,“小德”终于要走出这个倒霉的局域网了。可在此之前,它们还没忘给“小德”屁股后面盖个“戳”,说是什么CRC校验值,怕“小德”在旅行途中缺胳膊少腿,还得麻烦它们重新发送。。。。。我靠~~~~注:很多人弄不清FCS和CRC。所谓的CRC是一种校验方法,用来确保数据在传输过程中不会丢包,损坏等等,FCS是数据包(准确的说是frame)里的一个区域,用来存放CRC的计算结果的。到了目的地之后,目的计算机要检查FCS里的CRC值,如果与原来的相同,则说明数据在途中没有损坏。
5.在走出去之前,那些家伙最后折磨了一次“小德”------把小德身上众多的0和1,弄成了什么“高电压”“低电压”,在双绞线上传送了出去。晕~~出趟门就这么麻烦吗?
6.坐着双绞线旅游,爽!可当看到很多人坐着同轴电缆,还有坐光纤的时候,小德又感觉不是那么爽了。就在这时,来到了旅途的中转站------路由器。这地方可是高级场所,人家直接查看IP地址!剩下的一概不管,交给下面的人去做。够牛吧?路由器的内部也有一张表,叫做路由表,里面标识着哪一个网络的IP对应着路由器的哪一个端口。这个表也不是天生就有的,而是靠路由器之间互相“学习”之后生成的,当然也可以由管理员手工设定。这个“学习”的过程是依靠路由协议来完成的,比如RIP,EIGRP,OSPF等等。
7.当路由器查看了“小德”的IP地址以后,根据路由表知道了小德要去的网络,接着就把小德转到了相应的端口了。至此,路由器的主要工作完成,下面又是打包,封装成frame,转换成电压信号等一系列“折腾”的活,就由数据链路层和物理层的模块去干吧。
8.小德从路由器的出口出来,便来到了目的地----电脑B----所属的网络的默认网关。默认网关可以是路由器的一个端口,也可以是局域网里的各种服务器。不管怎样,下面的过程还是一样的:到交换机里的ARP表查询“小德”的IP地址,看看属于哪个局域网段或端口,然后就转发到B了。
9.进了B的网卡之后,还要层层“剥皮”,基本上和从A出来的程序是一样的------电脑B先校验一下CRC值,看看数据是否完整;然后检查一下frame的封装,看到是IP协议之后,就把“小德”交给IP“部门”了;IP协议一看目的地址,正确,再看看应用协议,是ICMP。于是知道了该怎么做了------产生一个回应数据包,(可以命名为“回应小德”),并准备以同样的顺序向远端的A发送。。至于刚刚收到的那个数据包就丢弃了。
10.“回应小德”这个数据包又开始了上述同样的循环,只不过这次发送者是B而接收者是A了。
以上是一个最简单的路由过程,任何复杂的网络都是在次基础之上实现的。
计算机通过电话网或局域网吧连接到网络,数据经路由器选择最佳路径到达主机
一个数据在TCP\/IP协议中从信源到信宿是怎样传输的
这是计算机网络最基本的功能,主要完成计算机网络中各个节点之间的系统通信。用户可以在网上传送电子邮件、发布新闻消息、进行电子购物、电子贸易、远程电子教育等。 ⑵资源共享 所谓的资源是指构成系统的所有要素,包括软、硬件资源,如:计算处理能力、大容量磁盘、高速打印机、绘图仪、通信线路、数据库、文件和其他计算机上...
计算机网络中,为什么说信号传播速度完全不影响信道数据传输率...
目前我只能这样理解(其实我也觉得有点牵强):信号传播速度由介质决定,如光纤是:2.0 * 10^8 m\/s,它是个固定值,所以当作是一种环境,而不是影响变量,考虑信道数据传输速率时,不考虑环境变量。
计算机网络中的七层协议是什么?谢谢
3 网络层 2 数据链路层 1 物理层 其中高层,既7、6、5、4层定义了应用程序的功能,下面3层,既3、2、1层主要面向通过网络的端到端的数据流。下面我给大家介绍一下这7层的功能: (1)应用层:与其他计算机进行通讯的一个应用,它是对应应用程序的通信服务的。例如,一个没有通信功能的字处理程序就不能执行通信...
算机网络中,通信双方必须共同遵守的规则或约定称为( )
1、确保数据正确传输和交换。在计算机网络中,数据的传输和交换是网络的核心功能。协议的作用就是确保数据能够正确、高效地传输和交换,避免数据的丢失、损坏和冲突等问题。2、统一通信标准。协议可以统一通信标准,使得不同厂商的设备可以互相通信。这样可以增加网络设备的互通性,降低了网络建设成本,提高了...
记算机应用包括哪些
一、计算机网络应用 计算机网络是计算机应用的重要组成部分,涵盖了网络硬件、网络协议和网络服务等方面。计算机应用中的网络应用主要包括互联网接入、网络通信、网络服务以及网络安全等。例如,通过计算机网络,人们可以远程访问各种资源和服务,进行在线交流、电子商务、远程办公等活动。二、数据处理和数据库应...
计算机网络(5)| 运输层
慢开始的算法思路是:当主机开始发送数据时,由于并不清楚网络的负荷情况,所以如果立即把大量数据字节注入到网络中,就有可能引起网络拥塞。因此会采用由小逐渐增大发送窗口。即在通常开始发送报文时,先将拥塞窗口cwnd的值设为一个最大报文段MSS的数值,而在每收到一个新的报文段确认后,把拥塞窗口增加至多一个MSS的数值...
机算机网络技术专业主要学什么
机算机网络技术专业的好处 就业前景广阔:计算机网络技术专业在现代社会中非常重要,几乎所有的组织和企业都需要网络专业人员来建立、维护和管理网络基础设施。网络工程师、网络管理员、网络安全专家等职业的需求持续增长,就业机会较为丰富。高薪就业机会:计算机网络技术专业人员通常能够获得相对较高的薪酬。网...
计算机网络软件主要包含哪几个部分
计算机网络软件主要由 计算机系统、数据通信系统、网络软件及协议三大部分组成。计算机系统是由 硬件系统 和 软件系统 两大部分组成的。由硬件系统和软件系统所组成,没有安装任何软件的计算机称为裸机。可分为超级计算机、工业控制计算机、网络计算机、个人计算机、嵌入式计算机五类,较先进的计算机有生物计算机...
比较式算计网络和分布式计算机系统的区别和联系
计算机网络中每台电脑都是独立的,同等重要的 分布式计算机系统中有主电脑和终端之分.算机网络是指将有独立功能的多台计算机,通过通信设备线路连接起来,在网络软件的支持下,实现彼此之间资源共享和数据通信的整个系统。02、计算机网络的基本功能是什么?计算机网络的基本功能是数据通信和资源共享。03、资源...
计算机网络技术专业好就业吗
算机网络的就业环境是不错的。计算机专业一直很受欢迎,不仅就业面广,而且毕业生可以拿到更高的工资。计算机是一门多元化的学科,这注定了计算机专业学习的难度,同时也说明了该专业就业的方向有很多。软件开发是毕业生工作后最有可能的选择之一。进入软件公司从事编程,一方面需要非常扎实的基本知识,另...
池邢珍母: 我们电脑上的数据,是如何“走”到远端的另一台电脑的呢?这是个最基础的问题,可能很多人回答不上来,尽管我们每天都在使用网络.这里我们以一个最简单的“ping”命令,来解释一个数据包“旅程”.假设:我的电脑A,向远在外地的...
惠济区19130558982: 从计算机A中发出数据到远端网络计算机B上,这数据是如何到达的? - ?
池邢珍母: 和计算机网络有关,它会经过物理层,数据链路层,网络层,传输层到达终端. 数据传输后首先会在自己的局域网中寻找目的地址,如果局域网中没有目的地址,就会把数据传给局域网中的路由器,路由器根据目的地址的ip地址寻找下一个局域...
惠济区19130558982: 网络上两台电脑是怎么通信的,想指定IP发送一条数据包,这条数据包怎么找到这台电脑的呢 - ?
池邢珍母: 不是数据包自己找目的地,而是发送方在数据包上记录了要给谁(网络地址,如IP地址等),传输过程中路由器等传输设备会按照网络地址将它送向最接近的路线,直到到达电脑等站点,这些站点设备就会判断这个数据包该不该收下,不该收的就丢弃(不处理),该收的就收下来进一步交给相应的程序(如电子邮件客户端软件等).
惠济区19130558982: 局域网只有一个外网IP,但来自广域网的数据是如何能发向局域网中特定的计算机呢??
池邢珍母: 现在的路由器都是通过NAT(网络地址转换)的方式共享上网的,那么你要知道在传输层是通过端口来区分的不同协议的,那么nat也是用这种方法,在路由器内会记录一张nat会话表,这张表里记录着外部地址的端口所对应的内部ip地址的端口,比如说我的qq用的是192.168.1.2的8000端口,那么到了路由器可能会变成公网地址的8001端口,qq的服务器返回数据给8001端口,然后路由器再把这个数据转发给192.168.1.2的8000端口.
惠济区19130558982: 多个路由器连接,主路由在收到网络中的数据时,是根据什么来把数据传送给要接收该数据的电脑的? - ?
池邢珍母: 工作站A需要向工作站B传送信息(并假定工作站B的IP地址为120.0.5),它们之间需要通过多个路由器的接力传递,其工作原理如下: (1)工作站A将工作站B的地址120.0.5连同数据信息以数据帧的形式发送给路由器1. (2)路由器1收到工作站A的数据帧后,先从报头中取出地址120.0.5,并根据路径表计算出发往工作站B的最佳路径:R1->R2->R5->B;并将数据帧发往路由器2. (3)路由器2重复路由器1的工作,并将数据帧转发给路由器5. (4)路由器5同样取出目的地址,发现120.0.5就在该路由器所连接的网段上,于是将该数据帧直接交给工作站B.
惠济区19130558982: 在计算机网络中,信息是怎样进行交换的? - ?
池邢珍母: 信息用二进制编码,然后分成小块,这些小块在网络中传输,到达目的地后,再组装成一个整体.
惠济区19130558982: 两台电脑怎么进行通信?相互之间怎么发送数据的?数据在网络中怎么传输的?怎么识别目标电脑? - ?
池邢珍母: 二台电脑数据互换有三种途径:1、用移动存储器拷贝 2、如在局域网或都能上网,可以用网上邻居的共享功能(设定同一工作组) 3、用共享数据线(电脑城有卖)
惠济区19130558982: 局域网内计算机之间是如何传输数据的 - ?
池邢珍母: 通过互相连接的网线传输(各PC必须在同一网段下)
惠济区19130558982: 1结合计算机网络各层次的工作原理简述一数据从计算机A传到B的过程.2试比较拥塞和流量控制的区别和联系 - ?
池邢珍母: OSI模型的7个层次分别是物理层,数据链路层,网络层,传输层,会话层,表示层,应用层! 为了和方便讲解数据传输的过程,我就从最上层应用层将起(第一层是物理层,千万别搞反了,这是初学者很容易犯的错误) -------应用层:为用...