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计算机基础

时间:2023-03-18 15:13:55浏览次数:34  
标签:协议 UDP 计算机 IP 基础 TCP 传输 地址

1.认识计算机

完整的计算机是由硬件系统和软件系统组成,没有安装任何软件的计算机称为裸机。

计算机分类:超级计算机 工业控制计算机 网络计算机 个人计算机(PC)嵌入式计算机。

计算机的发展 : 由电子管数字机—晶体管数字机—集成电路数字机—集成电路数字机-大规模集成电路机。

1.1 冯诺依曼计算机体系 RAM ROM

(1)计算机硬件设备由存储器,运算器,控制器,输入设备和输出设备5部分组成。

(2)采用二进制形式表示数据和指令。

(3)将程序(数据和指令序列)预先存放在主存储器中,使计算机在能工作时能够自动高速地从存储器中去出指令,并加以执行。

1.2 计算机硬件

计算机硬件有:cpu,内存,硬盘,显卡,网卡,主板,机箱电源,鼠标,显示器。

 (1)CPU

负责运算和控制,计算机的大脑 得看(主频,缓存,核素)。

常见故障:温度过高造成死机,重启 (一般原因是天气,散热器老化,长时间高负荷运行,超频造成)。

(2)硬盘

存储设备—外部存储

功能:负责存储数据 永久存储 低速设备。

分类:机械硬盘 固态硬盘。

参考指标:容量 转速or读写速度 缓存大小。

常见故障: 硬盘坏道,会造成蓝屏或数据读写慢甚至数据无法读出 应尽快跟换硬盘。

(3)内存

存储设备内部存储

功能:负责存储数据 随机存储(关机数据丢失) 高速设备。

参考指标:容量 评率。

内存条分为:笔记本,台式机两种。

常见故障:台式机开机点不亮显示器(由于内存条的金手指氧化)拔下来用橡皮擦或粗糙的纸蹭蹭就好了 也可换个槽。

(4)主板

功能:负责将所有的设备直接或间接连接起来。

参考指标 大板or小板 接口数量 支持cpu类型。

主板一般情况下都要集成三卡(显卡,网卡,声卡),也有只集成了声卡网卡的。

故障:主板主板是高精密的集成电路。出厂经过严格检测,使用过程中如果不是外力,基本不会被损坏。

主板的技术:磁盘阵列,超线程等。

(5)显卡

功能 负责显示(最重要的图像输出设备)。

参考指标 显存 位宽 频率。

(6)其他

机箱电源(材质,抗静电,空间)。

网卡:(一般主板自带千M网)分为有线和无线。

声卡:(主板自带):音频卡。

显示器:(指标看分辨率)。

1.3 操作系统

功能:计算机程序 负责管理硬件 负责驱动硬件 应用程序平台。

常见的操作系统有:微软Windows  Linux。

1.4 应用软件

功能: 面向用户的计算机程序   处理某一方面工作  eg:QQ 微信。

1.5故障排除

排除方法:

(1)快速定位问题方法。

(2)排除法找硬件故障。

(3)通过PE(引导盘)备份数据,重装系统(把系统盘的数据全备份) 软件。

2. 网络介绍及分类

2.1 网络介绍

计算机网络是由通信介质将地理位置不同的且相互独立的计算机连接起来,实现数据通信与资源共享。

2.2 拓扑分类:

(1)线型。

(2)环形(网络利用率特别低)。

(3)星型(利用率很高 但有单点故障中央节点一坏全坏  线路不冗余可多个进行联系)。

(4)网型 (1 不会产生冲突 2 线路不冗余 3 效率最高功能最全)。

2.3 按地域分类

参考物不同,类型不同。

局域网(LAN):一个公司,一个家庭。

城域网(MAN):一个区,一个城市,一个国家。

广域网(WAN):一个国家,全世界。

3. 网络介质及设备

3.1 网络设备

交换机 switch:负责组建局域网,研究的是MAC地址 。

路由器 router:负责组建广域网,研究的是IP地址。

3.2 传输介质

同轴电缆,双绞线,光纤,电磁信号,蓝牙,目前常用的有线介质是:双绞线和光纤。

双绞线是一种综合布线工程中最常见的传输介质,是由两根具有绝缘保护层的铜导线组成的。把两根绝缘的铜线按一定密度互相绞在一起,每一根导线在传输中辐射出来的电波会被另一根线上发出的电波抵消,有效降低信号干扰的程度。

双绞线分为屏蔽双绞线和非屏蔽双绞线两种,理论最大传输距离是100米,但建议不要超过90米。如果两台设备超过这个距离,建议中间放一个中继器或者交换机。

3.2.1 双绞线分类 

(1)按传输速度分类:5类(百兆),超5类(媲美千兆达不到千兆),6类(千兆)。

(2)按照特点分类:屏蔽和非屏蔽双绞线。

(3)按照品牌。

3.2.2 光纤分类 

(1)多模光纤:可以传输多模式的光,多模光纤传输的距离比较近,一般只有几千米,多模光纤外面颜色一般为橘红色。

(2)单模光纤:只能传输一种模式的光,传输的距离远,是多模光纤的几十倍以上,单模光纤外面护套线颜色一般为黄色。

 4. 光线的速度

光线的极限传输家用的普通纤维就可达到10Gbps以上。

实验室中单挑光线最大数度已达到了26Tbps,有消息说通过石墨烯制造的新光调制器,还可继续提高10000倍,即260bps。

4. ISO与OSI

4.1 ISO介绍

国际标准化组织简称ISO,是一个全球性的非政府组织,是国际标椎化领域中一个非常重要的组织。ISO国际标准组织成立于1946年。

ISO负责目前绝大部分领域(包括军工,石油,船舶等垄断行业)的标准化活动。ISO现有117个成员,包括117个国家和地区。中国是ISO的正式成员,代表中国参加ISO的国家机构是中国国家技术监督局(CSBTS)。

在70年代中,为了支持数据库系统的访问,需要一个结构化的分布式通信系统体系结构,Honeywell Information System 公司的小组在1977年提出了一个七层的体系结构模型,他们内部称之为分布式系统体系结构(DSA)。

与此同时,1977年英国标准化协会向国际标准化组织(ISO)提议,为了定义分部处理之间的通信基础设施,需要一个标准的体系结构。Honeywell Information System 公司小组的技术负责人Bachman参加了ANSI早期会议,并提交了他的七层模型,这个模型就成了提交ISO专委会的唯一一份草案。在1978年发布了这个临时版本,1979年稍微细化之后,就成了最终的版本。

5. OSI七层模型

由高到低是:应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层。

物理层:机械,电子,定时接口通信通道上的原始比特流传输。

数据链路层:物理寻址,同时将原始比特流状变成逻辑传输线路。

网络层:控制子网的运行,如逻辑编址,分组传输,路由选择。

传输层:接受上一层的数据,在必要的时候把数据进行分割。

会话层:不同机器上的用户之间建立及管理会话。

表示层:信息的语法语义与它们的关联,如加密解密,转换翻译,压缩解压缩。

应用层:网络服务与最终用户的一个接口,各种应用程序协议,如 HTTP,FTP,SMTP,POP3。

6. IP四层

6.1 TCP | IP四层 

从高到低应用层 传输层 网际层 网络接口层。

网络接口层:由七层里的物理层和数据链路层组成。通常包括操作系统中的设备驱动程序和计算机中对应的网络接口卡。它们一起处理与光缆(或其他任何传输媒介)的物理接口细节。

网际层:处理分组在网络中的活动,例如分组的选路。在TCP|TP协议包括IP协议(网际协议),ICMP协议(Internet互联网控制报文协议,以及IGMP协议(Internet组管理协议)。

传输层主要是两台主机上的应用程序提供端到端的通信。在TCP|IP协议中,有两个互相不同的传输协议:TCP(传输控制协议)和UDP(用户数据报协议)。

TCP为两台主机提供高可靠新的数据通信。它所做的工作包括把应用程序交给它的数据分成合适的小块交给交给下面的网络层,确认接收到的分组,设置发送最后确认分组的超时时钟等。由于运输层提供了高可靠性的端到端的通信,因此应用层可以忽略所有这些细节。

而另一方面,UDP则为应用层提供一种非常简单的服务。他只是把称作数据报的分组从一台主机发送到另一台主机,但并不保证该数据报能到达另一端。任何必须的可靠性必须由应用层来提供。这两种运输层协议分别在不同的应用程序中有不同的用途,这一点将在后面看到。

应用层:应用负者处理特定的应用程序细节。几乎各种不同的 TCP|IP实现都会提供下面这些通用的应用程序:Telnet远程登录  FTP文件传输协议 SMTP简单邮件传送协议 SNMP简单网络管理协议。

6.2 TCP和 UDP

 TCP和UDP是两种最为著名的传输层协议,两者都使用IP作为网络层协议。

尽管TCP和UDP都使用相同的网络层(IP)TCP却向应用提供与UDP完全不同的服务。TCP提供一种面向连接的,可靠的字节流服务。

6.2.1 TCP协议

TCP: 传输控制协议,面向连接的协议。

面向连接意味着两个使用TCP的应用(通常是一个用户和一个服务器)在彼此交换数据之前必须先建立一个TCP连接。

 一对一传输

TCP协议—三次握手

TCP协议—四次断开

 6.2.2 UDP协议

UDP,用户数据报协议,是OSI参考模型中一种无连接的传输协议,提供面向事物的简单不可靠信息传送服务,UDP提供了无连接通信,适合于一次传输少量数据,UDP报文没有可靠保证,顺序保证和流量控制字段等,可靠性较差。但正因为UDP协议的控制选项较少,在数据传输过程中延迟小,数据传输效率高,适合对可靠要求不高的应用程序,或者可以保障可靠性的应用程序,如DNS,TFTP,SNMP等。

可以一对一,一对多传输,多对一和多对多的交互通信。

6.2.3 TCP与UDP区别

(1)TCP面向连接(如打电话要先拨号建立连接);UDP是无线的,即发送数据之前不需要建立连接。

(2)TCP提供可靠的服务。也就是说,通过TCP连接传送的数据,无差错,不丢失,不重复, 且按序到达;TCP通过效验和,重传控制,序号标识,滑动窗口, 确认应答实现可靠传输。如丢包时的重发控制,还可以对次序乱掉的分包进行顺序控制。

(3)UDP进最大努力交付,即不保证可靠交付。

(4)UDP具有较好的实用性,工作效率比TCP高,适用于高速传输和实用性有较高的通信或广播通信。

(5)每一条TCP连接只能是点对点的;UDP支持一对一,一对多,多对一和多对多的交互通信。

(6)TCP对系统资源要求较多;UDP对系统要求较少。

7. IP介绍

7.1 IP含义

IP是“网络之间互连的协议”也就是为计算机网络相互连接进行通信而设计的协议。IP协议也叫“因特网协议”。

IP地址是指互联网协议,IP地址是IP协议提供的一种统一的地址格式 ,它为互联网上的每一个网络和每一台主机分配一个逻辑地址。

7.2 IP地址与MAC地址

IP地址是软件地址,而不是硬件地址。硬件地址被硬编码到网络接口卡(NIC)中,用于在本地网络中寻找主机。IP地址让一个网络中的主机能够与另一个网络中的主机通信,而不管这些主机所属的LAN是什么类型的。

MAC用于局域网中通信,交换机通过MAC地址将数据包转发到正确的计算机。

IP用于网络通信。

7.3 IP地址分类

IPV4:32位二进制 以点分割,分为4段十进制数a.b.c.d。

IPV6:128位二进制 以冒号分割,分为8段十六进制数 a:b:c:d:e:f:g:h。

8. IPV4介绍

8.1 IPV4介绍

IPV4地址长32位,这些被划分为4组(称为字节或八位),每组8位,每组最大不超过255。

有三种方法来描述IP地址

1. 点分十进制表示
2 .二进制
3. 十六进制(Windows注册是)

8.2 IPV4地址分类

8.2.1 分类

按照第一段的范围分类 A  1—126  B   128-191  C 224-239  D 224-239 E  240-255。

网络的类型决定了IP地址将如何被规划分成网络部分和节点(主机)部分。

子网掩码:区分IP地址的网络位和主机位。

网络位:掩码对应的IP位的二进制部分,全为1的部分都是网络位。

主机位:掩码对应的IP位的二进制部分,不全为1的部分是主机位。

8.2.2 进制转换  

1)十进制转二进制:除二取余倒着念。

(2)十进制转八进制:除8取余倒着念。

(3)十进制转十六进制:除16取余倒着念。

(4)8421法则。

 8.2.3 私网地址

10.0.0.0-10.255.255.255

172.16.0.0-172.31.255.255

192.168.0.0-192.168.255.255

PANT代理上网

8.2.4 IP分配原则 

只有A,B,C三类地址可以分配给计算机和网络设备。

网络地址相同主机地址必须唯一。

网络地址的第一个数字不能为127,保留用来测试连接。

网络地址不能全为0,也不能全为1。

主机地址中不能全为0,也不能全为1;主机地址全为0用来表示网络地址,全为1用作广播。

 8.2.5 IPV4特殊IP

不能使用的IP:

0.0.0.0

255.255.255.255

127.x.x.x

A.0.0.0

A.255.255.255

169.254.0.0--168.254.255.255

9. IPV6

9.1 IPV6的组成

TPV6的地址长度为128位,是IPV4地址长度的4倍。于是IPV4点分十进制格式不再适用,采用十六进制表示。

9.2 TPV6表示方法

1 .冒分十六进制表示法。

2. 0位压缩表示法。

3 .内嵌IPV4地址表示法。

9.3 IPV6分类。

单播地址 组播地址 任播地址。

9.4 IPV6 特殊地址

9.6 IPV6的应用

9.7 VLSM(可变长子网掩码)

划分子网  就是借用主机号的位充当网络号来扩大网络的个数。

标签:协议,UDP,计算机,IP,基础,TCP,传输,地址
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