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网络基础理论入门（网络的基础概念）

网络设计 2年前(01-31) 333

今天给各位分享网络基础理论入门的知识，其中也会对网络的基础概念进行解释，如果能碰巧解决你现在面临的问题，别忘了关注本站，现在开始吧！本文目录一览： 1、计算机网络入门知识

今天给各位分享网络基础理论入门的知识，其中也会对网络的基础概念进行解释，如果能碰巧解决你现在面临的问题，别忘了关注本站，现在开始吧！

本文目录一览：

1、计算机网络入门知识
2、网络基本知识都是哪些呀？
3、20TCP IP 网络协议基础入门--IP网际协议
4、互联网的基本理论知识
5、学习网络需要哪些基础？
6、想成为网络工程师需要学习哪些知识？

计算机网络入门知识

计算机网络课程的特点是计算机技术与通信技术的结合,从事计算机网络课程教学的教师应具备计算机网络建设、管理和研究的背景。下面是我整理的一些关于计算机网络入门知识的相关资料，供你参考。

计算机网络入门知识大全

一、计算机网络基础

对“计算机网络”这个概念的理解和定义，随着计算机网络本身的发展，人们提出了各种不同的观点。

早期的计算机系统是高度集中的，所有的设备安装在单独的大房间中，后来出现了批处理和分时系统，分时系统所连接的多个终端必须紧接着主计算机。50年代中后期，许多系统都将地理上分散的多个终端通过通信线路连接到一台中心计算机上，这样就出现了第一代计算机网络。

第一代计算机网络是以单个计算机为中心的远程联机系统。典型应用是由一台计算机和全美范围内2000多个终端组成的飞机定票系统。

终端：一台计算机的外部设备包括CRT控制器和键盘，无GPU内存。

随着远程终端的增多，在主机前增加了前端机FEP当时，人们把计算机网络定义为“以传输信息为目的而连接起来，实现远程信息处理或近一步达到***共享的系统”，但这样的通信系统己具备了通信的雏形。

第二代计算机网络是以多个主机通过通信线路互联起来，为用户提供服务，兴起于60年代后期，典型代表是美国国防部高级研究***局协助开发的ARPAnet。

主机之间不是直接用线路相连，而是接口报文处理机IMP转接后互联的。IMP和它们之间互联的.通信线路一起负责主机间的通信任务，构成了通信子网。通信子网互联的主机负责运行程序，提供***共享，组成了***子网。

两个主机间通信时对传送信息内容的理解，信息表示形式以及各种情况下的应答信号都必须遵守一个共同的约定，称为协议。

在ARPA网中，将协议按功能分成了若干层次，如何分层，以及各层中具体***用的协议的总和，称为网络体系结构，体系结构是个抽象的概念，其具体实现是通过特定的硬件和软件来完成的。

70年代至80年代中第二代网络得到迅猛的发展。

第二代网络以通信子网为中心。这个时期，网络概念为“以能够相互共享***为目的互联起来的具有独立功能的计算机之集合体”，形成了计算机网络的基本概念。

第三代计算机网络是具有统一的网络体系结构并遵循国际标准的开放式和标准化的网络。

IS0在1984年颁布了0SI/RM，该模型分为七个层次，也称为0SI七层模型，公认为新一代计算机网络体系结构的基础。为普及局域网奠定了基础。(^60090922a^1)

70年代后，由于大规模集成电路出现，局域网由于投资少，方便灵活而得到了广泛的应用和迅猛的发展，与广域网相比有共性，如分层的体系结构，又有不同的特性，如局域网为节省费用而不***用存储转发的方式，而是由单个的广播信道来连结网上计算机。

第四代计算机网络从80年代末开始，局域网技术发展成熟，出现光纤及高速网络技术，多媒体，智能网络，整个网络就像一个对用户透明的大的计算机系统，发展为以Internet为代表的互联网。

计算机网络：将多个具有独立工作能力的计算机系统通过通信设备和线路由功能完善的网络软件实现***共享和数据通信的系统。

从定义中看出涉及到三个方面的问题：

(1)至少两台计算机互联。

(2)通信设备与线路介质。

(3)网络软件，通信协议和NOS

二、计算机网络的分类

用于计算机网络分类的标准很多，如拓扑结构，应用协议等。但是这些标准只能反映网络某方面的特征，最能反映网络技术本质特征的分类标准是分布距离，按分布距离分为LAN，MAN，WAN，Internet。

1.局域网

几米——10公里。小型机，微机大量推广后发展起来的，配置容易，速率高，4Mbps～2GbpS。位于一个建筑物或一个单位内，不存在寻径问题，不包括网络层。

2.都市网

10公里——100公里。对一个城市的LAN互联，***用IEEE802.6标准，50Kbps～l00Kbps，位于一座城市中。

3.广域网

也称为远程网，几百公里——几千公里。发展较早，租用专线，通过IMP和线路连接起来，构成网状结构，解决循径问题，速率为9.6Kbps～45Mbps 如：邮电部的CHINANET，CHINAPAC，和CHINADDN网。

4.互联网

并不是一种具体的网络技术，它是将不同的物理网络技术按某种协议统一起来的一种高层技术。

三、局域网的特征

局域网分布范围小，投资少，配置简单等，具有如下特征：

(1)传输速率高：一般为1Mbps--20Mbps，光纤高速网可达100Mbps，1000MbpS

(2)支持传输介质种类多。

(3)通信处理一般由网卡完成。

(4)传输质量好，误码率低。

(5)有规则的拓扑结构。

四、局域网的组成

局域网一般由服务器、工作站、网卡和传输介质四部分组成。

1.服务器

运行网络0S，提供硬盘、文件数据及打印机共享等服务功能，是网络控制的核心。

从应用来说较高配置的普通486以上的兼容机都可以用于文件服务器，但从提高网络的整体性能，尤其是从网络的系统稳定性来说，还是选用专用服务器为宜。

目前常见的NOS主要有Netware，Unix和Windows NT三种。

(1)Netware：

流行版本V3.12，V4.11，V5.0，对硬件要求低，应用环境与DOS相似，技术完善，可靠，支持多种工作站和协议，适于局域网操作系统，作为文件服务器，打印服务器性能好。

(2)Unix：

一种典型的32位多用户的NOS，主要应用于超级小型机，大型机上，目前常用版本有Unix SUR4.0。支持网络文件系统服务，提供数据等应用，功能强大，不易掌握，命令复杂，由ATT和SCO公司推出。

(3)Windows NT Server 4.0：

一种面向分布式图形应用程序的完整平台系统，界面与Win95相似，易于安装和管理，且集成了Internet网络管理工具，前景广阔。

服务器分为文件服务器，打印服务器，数据库服务器，在Internet网上，还有Web，FTP，E-mail等服务器。

网络0S朝着能支持多种通信协议，多种网卡和工作站的方向发展。

2.工作站

可以有自己的0S，独立工作;通过运行工作站网络软件，访问Server共享***，常见有DOS工作站，Windows 95工作站。

3.网卡

将工作站式服务器连到网络上，实现***共享和相互通信，数据转换和电信号匹配。

网卡(NTC)的分类：

(1)速率：10Mbps，100Mbps

(2)总线类型：ISA/PCI

(3)传输介质接口：

单口：BNC(细缆)或RJ-45(双绞线)。(^60090922b^2)

4.传输介质

目前常用的传输介质有双绞线，同轴电缆，光纤等。

(1)双绞线(TP)：

将一对以上的双绞线封装在一个绝缘外套中，为了降低干扰，每对相互扭绕而成。分为非屏蔽双绞线(UTP)和屏蔽双绞线(STP)。局域网中UTP分为3类，4类，5类和超5类四种。

以AMP公司为例：

3类：10Mbps，皮薄，皮上注“cat3”，箱上注“3类”，305米/箱，400元/箱。

4类：网络中用的不多。

5类：(超5类)100Mbps，10Mbps，皮厚，匝密，皮上注“cat5”，箱上注5类，305米/箱，600—700元/箱(每段100米，接4个中继器，最大500米)。

接线顺序：

正常：白桔桔白绿蓝白蓝绿白棕棕

(对应) 1 2 3 4 5 6 7 8

集联：白绿绿白桔棕白棕桔白蓝蓝

(对应) 1 2 3 4 5 6 7 8

STP：内部与UTP相同，外包铝箔，Apple，IBM公司网络产品要求使用STP双绞线，速率高，价格贵。

(2)同轴电缆：

由一根空心的外圆柱导体和一根位于中心轴线的内导线组成，两导体间用绝缘材料隔开。

按直径分为粗缆和细缆。

粗缆：传输距离长，性能高但成本高，使用于大型局域网干线，连接时两端需终接器。

A.粗缆与外部收发器相连。

B.收发器与网卡之间用AUI电缆相连。

C.网卡必须有AUI接口：每段500米，100个用户，4个中继器可达2500米，收发器之间最小2.5米，收发器电缆最大50米。

细缆：传输距离短，相对便宜，用T型头，与BNC网卡相连，两端安50欧终端电阻。

每段185米，4个中继器，最大925米，每段30个用户，T型头之间最小0.5米。按传输频带分为基带和宽带传输。

基带：数字信号，信号占整个信道，同一时间内能传送一种信号。

宽带：传送的是不同频率的信号。

(3)光纤：

应用光学原理，由光发送机产生光束，将电信号变为光信号，再把光信号导入光纤，在另一端由光接收机接收光纤上传来的光信号，并把它变为电信号，经解码后再处理。分为单模光纤和多模光纤。绝缘保密性好。

单模光纤：由激光作光源，仅有一条光通路，传输距离长，2公里以上。

多模光纤：由二极管发光，低速短距离，2公里以内。

五、局域网的几种工作模式

1.专用服务器结构(Server-Baseb)

又称为“工作站/文件服务器”结构，由若干台微机工作站与一台或多台文件服务器通过通信线路连接起来组成工作站存取服务器文件，共享存储设备。

文件服务器自然以共享磁盘文件为主要目的。对于一般的数据传递来说已经够用了，但是当数据库系统和其他复杂而被不断增加的用户使用的应用系统到来的时候，服务器已经不能承担这样的任务了，因为随着用户的增多，为每个用户服务的程序也增多，每个程序都是独立运行的大文件，给用户感觉极慢，因此产生了客户机/服务器模式。

2.客户机/服务器模式(client/server)

其中一台或几台较大的计算机集中进行共享数据库的管理和存取，称为服务器，而将其他的应用处理工作分散到网络中其他微机上去做，构成分布式的处理系统，服务器控制管理数据的能力己由文件管理方式上升为数据库管理方式，因此，C/S由的服务器也称为数据库服务器，注重于数据定义及存取安全后备及还原，并发控制及事务管理，执行诸如选择检索和索引排序等数据库管理功能，它有足够的能力做到把通过其处理后用户所需的那一部分数据而不是整个文件通过网络传送到客户机去，减轻了网络的传输负荷。C/S结构是数据库技术的发展和普遍应用与局域网技术发展相结合的结果。

网络基本知识都是哪些呀？

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20TCP IP 网络协议基础入门--IP网际协议

IP 数据报：IP 协议位于网络层，它是 TCP/IP 协议族中最为核心的协议，所有的 TCP、UDP、ICMP 及 IGMP 数据都以 IP 数据报格式传输。IP 协议提供的是不可靠、无连接的数据报传送服务。

我们已经知道了 IP 协议提供的数据传送服务是不可靠和无连接的，具体表现如下：

不可靠（unreliable）：IP 协议不能保证数据报能成功地到达目的地，它仅提供传输服务。当发生某种错误时，IP 协议会丢弃该数据报。传输的可靠性全由上层协议来提供。

无连接（connectionless）：IP 协议对每个数据报的处理是相互独立的。这也说明，IP 数据报可以不按发送顺序接收。如果发送方向接收方发送了两个连续的数据报（先是 A，然后是 B），每个数据报可以选择不同的路线，因此 B 可能在 A 到达之前先到达。

我们先看一下 IP 数据报的格式，其中没有一个字段是多余的，学习 IP 协议就应从学习它的报文字段意义和作用开始。

如上图所示，普通的 IP 数据报的报头长度 20 字节(除非有选项字段)，各个部分的作用：

版本号：4 位，用于标明 IP 版本号，0100 表示 IPv4，0110 表示 IPv6。目前常见的是 IPv4。

首部长度：4 位，表示 IP 报头长度，包括选项字段。

服务类型(TOS)：分别有：最小时延、最大吞吐量、最高可靠性、最小花费 4 种服务，如下图所示。4 个标识位只能有一个被置为 1。

总长度：16 位，报头长度加上数据部分长度，便是数据报的总长度。IP 数据报最长可达 65535 字节。

标识：16 位，接收方根据分片中的标识字段相不相同来判断这些分片是不是同一个数据报的分片，从而进行分片的重组。通常每发送一份报文它的值就会加 1。

标志：3 位，用于标识数据报是否分片。其中的第 2 位是不分段（DF）位。当 DF 位被设置为 1 时，则不对数据报进行分段处理；第 3 位是分段（MF）位，除了最后一个分段的 MF 位被设置为 0 外，其他的分段的 MF 位均设置为 1。

偏移：13 位，在接收方进行数据报重组时用来标识分片的顺序。

生存时间(TTL)：8 位，用于设置数据报可以经过的最多的路由器个数。TTL 的初始值由源主机设置（通常为 32 或 64），每经过一个处理它的路由器，TTL 值减 1。如果一个数据报的 TTL 值被减至 0，它将被丢弃。

协议：8 位，用来标识是哪个协议向 IP 传送数据。ICMP 为 1，IGMP 为 2，TCP 为 6，UDP 为 17，GRE 为 47，ESP 为 50。

首部校验和：根据 IP 首部计算的校验和码。

源 IP 和目的 IP ：数据报头还会包含该数据报的发送方 IP 和接收方 IP。

选项：是数据报中的一个可变长、可选的信息，不常用，多用于安全、军事等领域。

了解了上面的理论知识过后，我们可以使用 tcpdump 这个抓包工具来实际看一下。

-n ：显示 IP 地址而非域名地址

-t ：不显示时间戳

-x ：以十六进制显示包内内容

-c ：tcpdump 将在接受到几个数据包后退出

首先看到开头的 192.168.42.3.3001 172.16.2.250.44632 代表的是源 ip 为 192.168.42.3，端口 3001，目的 ip 为 172.16.2.250，端口 44632。

然后看到 0x0000 那行：

协议版本： 0x4 表示的是协议版本为 IPv4；

首部长度： 0x5，5*4=20，表示 IP 报头长度为 20 字节。一个字节通常等于 8 位，所以这里可以知道 IP 报头为 4500 到 2a02；

TOS 服务类型：0x00，意味着是一般服务；

总长度：0x0136，换算下来为 310 字节；

标识：0x172a；

3bit 标志 + 13bit 片偏移：0x4000；

生存时间：0x40，值为 64；

协议：0x06，代表 TCP 协议；

首部校验和：0x88e2。

为了便于寻址以及层次化构造网络，每个 IP 地址可被看作是分为两部分，即网络号和主机号。同一个区域的所有主机有相同的网络号（即 IP 地址的前半部分相同），区域内的每个主机（包括路由器）都有一个主机号与其对应。

IP 地址被分为 A、B、C、D、E 五类：

A 类给大型网络或***机构等；

B 类分配给中型网络、跨国企业等；

C 类分配给小型网络；

D 类用于多播；

E 类用于实验。

各类可容纳的地址数目不同，其中我们最常见的为 A、B、C 这三类。

IP 地址用 32 位二进制数字表示的时候，A、B、C 类 IP 的网络号长度分别为 8 位、16 位、24 位：

A 类地址：

A 类地址网络号范围：1.0.0.0---127.0.0.0；

A 类 IP 地址范围：1.0.0.0---127.255.255.255；

A 类 IP 的私有地址范围：10.0.0.0---10.255.255.255 （所谓的私有地址就是在互联网上不使用，而被用在局域网络中的地址）；

127.X.X.X 是保留地址，用做循环测试用的；

因为主机号有 24 位，所以一个 A 类网络号可以容纳 2^24-2=16777214 个主机号。

B 类地址：

B 类地址网络号范围：128.0.0.0---191.255.0.0；

B 类 IP 地址范围：128.0.0.0---191.255.255.255；

B 类 IP 的私有地址范围：172.16.0.0---172.31.255.255；

169.254.X.X 是保留地址；191.255.255.255 是广播地址；

因为主机号有 16 位，所以一个 B 类网络号可以容纳 2^16-2=65534 个主机号。

C 类地址：

C 类地址网络号范围：192.0.0.0---223.255.255.0；

C 类 IP 地址范围：192.0.0.0---223.255.255.255；

C 类 IP 的私有地址范围：192.168.0.0---192.168.255.255；

因为主机号有 8 位，所以一个 C 类网络号可以容纳 2^8-2=254 个主机号。

下面使用 ifconfig 命令来查看本机 ip：

思考：这是一个几类 ip 地址？

C 类

IP 地址如果只使用 ABCDE 类来划分，会造成大量的浪费：一个有 500 台主机的网络，无法使用 C 类地址。但如果使用一个 B 类地址，6 万多个主机地址只有 500 个被使用，造成 IP 地址的大量浪费。

因此，可以在 ABC 类网络的基础上，进一步划分子网：占用主机号的前几个位，用于表示子网号。

这样 IP 地址就可看作 IP = 网络号 + 子网号 + 主机号。

子网号的位数没有硬性规定，于是我们用子网掩码来确定一个 IP 地址中哪几位是主机号，具体使用方法如图：

子网掩码中的 1 标识了 IP 地址中相应的网络号和子网号，0 标识了主机号。将 IP 地址和子网掩码进行逻辑与运算，结果就能区分网络号和子网号。

使用 ifconfig 命令也可以查看到子网掩码：

如果发送方与接收方直接相连（点对点）或都在一个共享网络上（以太网），那么 IP 数据报就能直接送达。

而大多数情况则是发送方与接收方通过若干个路由器(router)连接，那么数据报就需要经过若干个路由器的转发才能送达，它是怎么选择一个合适的路径来"送货"的呢？

IP 层在内存中有一个路由表（输入命令 route -n 可以查看路由表），当收到一份数据报并进行发送时，都要对该表进行搜索：

搜索路由表，如果能找到和目的 IP 地址完全一致的主机，则将 IP 数据报发向该主机；

搜索路由表，如果匹配主机失败，则匹配同子网的路由器(这需要子网掩码的协助)。如果找到路由器，则将该 IP 数据报发向该路由器；

搜索路由表，如果匹配同子网路由器失败，则匹配同网络号路由器，如果找到路由器，则将该 IP 数据报发向该路由器；

如果以上都失败了，就搜索默认路由，如果默认路由存在，则发报；

如果都失败了，就丢掉这个包；

接收到数据报的路由器再按照它自己的路由表继续转发，直到数据报被转发到目的主机；

如果在转发过程中，IP 数据报的 TTL（生命周期）已经被减为 0，则该 IP 数据报就被抛弃。

实验环境中可以使用 route -n 查看路由表：

另外我们可以使用 traceroute 来追踪路由过程。首先需要安装一下：

接下来使用 traceroute 追踪本机到的路由：

还有一些其他选项，比如：

设置跳数为 8

探测包个数设为 4

显示 IP 地址，不查主机名

当你用 ifconfig 查看 IP 地址时，有时你会发现自己的 IP 地址是这样的———192.168.X.X 或 172.16.X.X。这是 C 类网和 B 类网的私有地址，就是俗称的内网 IP。这是因为你的路由器***用了 NAT 技术。

NAT（Network Address Translation，网络地址转换）是 1994 年提出的。当在专用网内部的一些主机本来已经分配到了内网 IP 地址，但现在又想和因特网上的主机通信时，NAT 技术将其内网 IP 地址转换成全球 IP 地址，然后与因特网连接，也就是说，内网的数台主机使用了同一个全球 IP 地址在上网。

NAT 技术实现了宽带共享，而且有助于缓解 IP 地址空间枯竭的问题。

使用 ifconfig eth0 查看内网 ip：

我们现在使用的 IPv4 协议版本从理论上讲，可以编址 1600 万个网络、40 亿台主机。但***用 A、B、C 三类编址方式后，可用的网络地址和主机地址的数目大打折扣，以至 IP 地址已于 2011 年 2 月 3 日分配完毕。

其中北美占有 3/4，约 30 亿个，而人口最多的亚洲只有不到 4 亿个，中国截止 2010 年 6 月 IPv4 地址数量达到 2.5 亿，落后于 4.2 亿网民的需求。地址不足，严重地制约了中国及其他国家互联网的应用和发展。

随着网络技术的发展，计算机网络将进入人们的日常生活，可能身边的每一样东西都需要连入全球因特网，在这样的环境下，IPv6 应运而生。

IPv6 的地址长度是 128 位，通常将这 128 位的地址按每 16 位划分为一个段，将每个段转换成十六进制数字，并用冒号隔开，比如：2000:0000:0000:0000:0001:2345:6789:abcd 就是一个 IPv6 地址。

单从数量级上来说，IPv6 所拥有的地址容量是 IPv4 的约 8×10^28 倍，达到 2＾128（算上全零的）个。这不但解决了网络地址***数量的问题，同时也为除电脑外的设备连入互联网在数量限制上扫清了障碍。

随着 IPv4 不足，支持 IPv6 的网络迅速增长，现在全球已经有 5% 的网络使用 IPv6。

查看 IP 路由表。

子网划分：现有两个 C 类网，202.203.204.0 和 202.203.224.0，分别把它们平均分成 4 个和 8 个子网，写出每个子网的起始、终结 IP 和子网掩码。

网络基础理论入门（网络的基础概念）

互联网的基本理论知识

互联网（英语：Internet），又称网际网络，或音译因特网(Internet)、英特网，互联网始于1969年美国的阿帕网。是网络与网络之间所串连成的庞大网络，这些网络以一组通用的协议相连，形成逻辑上的单一巨大国际网络。通常internet泛指互联网，而Internet则特指因特网。这种将计算机网络互相联接在一起的方法可称作“网络互联”，在这基础上发展出覆盖全世界的全球性互联网络称互联网，即是互相连接一起的网络结构。互联网并不等同万维网，万维网只是一建基于超文本相互链接而成的全球性系统，且是互联网所能提供的服务其中之一。在互联网应用服务产业链“设备供应商——基础网络运营商——内容收集者和生产者——业务提供者——用户”中，ISP/ICP处于内容收集者、生产者以及业务提供者的位置。

学习网络需要哪些基础？

（1）熟悉计算机系统的基础知识；（2）熟悉网络操作系统的基础知识；（3）理解计算机应用系统的设计和开发方法；（4）熟悉数据通信的基础知识；（5）熟悉系统安全和数据安全的基础知识；（6）掌握网络安全的基本技术和主要的安全协议与安全系统；（7）掌握计算机网络体系结构和网络协议的基本原理；（8）掌握计算机网络有关的标准化知识；（9）掌握局域网组网技术，理解城域网和广域网基本技术；（10）掌握计算机网络互联技术；（11）掌握TCP/IP协议网络的联网方法和网络应用服务技术；（12）理解接入网与接入技术；（13）掌握网络管理的基本原理和操作方法；（14）熟悉网络系统的性能测试和优化技术，以及可靠性设计技术；（15）理解网络应用的基本原理和技术；（16）理解网络新技术及其发展趋势