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Chapter 5 - 计算机网络基础
1 - 计算机网络的分类
按分布范围分：局域网LAN、城域网MAN、广域网WAN、因特网
按拓扑结构分：总线型、星型、环型、网状
2 - 七层网络体系结构
3 - 网络的标准
主要的国际标准化组织如下：
- ISO——国际标准化组织
- ANSI——美国国家标准研究所
- NIST——美国国家标准和技术研究所
- IEEE——电气和电子工程师协会
- EIA——电子工业协会
4 - TCP/IP协议族
TCP/IP作为Internet的核心协议，被广泛应用于局域网和广域网中，目前已成为事实上的国际标准
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TCP/IP分层模型：TCP/IP协议是Internet的基础和核心，和OSI参考模型一样，也是采用层次体系结构，从上而下分为应用层、传输层、网际层和网络接口层
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网络接口层协议
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网际层协议——IP
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ARP和RARP：地址解析协议（Address Resolution Protocol，ARP）及反地址解析协议（RARP）。ARP的作用是将IP地址转换为物理地址，RARP的作用是将物理地址转换为IP地址
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网际层协议——ICMP
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传输层协议——TCP：传输控制协议（Transmission Control Protocol，TCP）为应用程序提供了一个可靠的、面向连接的数据传输服务
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传输层协议——UDP：用户数据报协议（User Datagram Protocol，UDP）是一种不可靠、无连接的协议，可以保证应用程序进程间的通信。
TCP有助于提供可靠性，而UDP则有助于提高传输的高速率性
- TCP面向连接；UDP是无连接的
- TCP提供可靠的服务，通过TCP连接传送的数据无差错、不丢失、不重复，且按序到达；UDP尽最大努力交付，不保证可靠交付
- TCP面向字节流；UDP面向报文，无拥塞控制，因此网络出现拥塞不会使源主机的发送速率降低
- 每一条TCP连接只能是点到点的；UDP支持一对一、一对多、多对一和多对多的交互通信
- TCP首部开销20字节；UDP首部开销小，只有8字节
- TCP的逻辑通信信道是全双工的可靠信道；UDP则是不可靠信道，整体来看UDP开销较小
5 - IP地址和IPv6简介
- 域名
域名（Domain Name）通常是用户所在的主机名字或地址。域名格式由若干部分组成，每个部分又称子域名，它们之间用“.”分开，每个部分最少由两个字母或数字组成。域名通常按分层结构来构造，每个子域名都有其特定的含义。通常情况下，一个完整、通用的层次型主机域名由“ 计算机主机名 .本地名 .组名 .最高层域名 ”这四部分组成
- IP地址
Internet地址是按名字来描述的，这种地址表示方式易于理解和记忆。实际上，Internet中的主机地址是用IP地址来唯一标识的
IP地址的长度为32位，分为4段，每段8位，可以用十进制数和二进制数表示。每段数字范围为0~255，段与段之间用句点隔开。IP地址由两部分组成，一部分为网络地址，另一部分为主机地址
IPv6是设计用于替代现行版本IP协议（IPv4）的下一代IP协议
- IPv6地址长度为128位，地址空间增大了$2^{96}$倍
- 灵活的IP报文头部格式。使用一系列固定格式的扩展头部取代了IPv4中可变长度的选项字段。IPv6中选项部分的出现方式也有所变化，使路由器可以简单路过选项而不做任何处理，加快了报文处理速度
- IPv6简化了报文头部格式，字段只有8个，加快报文转发，提高了吞吐量
- 提高安全性。身份认证和隐私权是IPv6的关键特性
- 支持更多的服务类型
- 允许协议继续演变，增加新的功能，使之适应未来技术的发展
检测网络故障，一般可以按照以下步骤来检测：
- ping 127.0.0.1 先检查TCP/IP协议栈是否正常
- ping本地IP检查网卡是否工作正常
- ping网关地址检查和网关连接性
- ping远程网站检查远程连接
6 - Internet服务
- DNS域名服务：DNS用的是UDP端口，端口号为53
- 远程登录服务：Telnet协议用的是TCP端口，端口号一般为23
- 电子邮件服务：电子邮件就是利用计算机进行信息交换的电子媒体信件。所用协议有简单邮件传送协议SMTP和用于接收邮件的POP3协议，二者均利用TCP端口，SMTP所用的端口号是25，POP3所用的端口号是110
- WWW服务：WWW服务是一种交互式图形界面的Internet服务，具有强大的信息连接功能。WWW用的是TCP端口，端口号是80
- 文件传输服务：文件传输服务用来在计算机之间传输文件。在客户机与服务器的内部建立两条TCP连接：一条是控制连接，主要用于传输命令和参数（端口号是21），另一条是数据连接，主要用于传送文件（端口号是20）
