软件测试（7）计算机网络

港控/mmm° 2022-09-08 03:44 236阅读 0赞

### 文章目录 ###

*  1 计算机网络历史
 *  2 OSI/RM模型
 *   *  2.1 OSI/RM七层模型结构
     *   *  物理层
         *  数据链路层
         *  网络层
         *  传输层
         *  会话层
         *  表示层
         *  应用层
     *  2.2 计算机网络体系结构通信原理
 *  3 TCP/IP
 *   *  3.1 网络接口层
     *  3.2 网络层
     *  3.3 传输层
     *  3.4 应用层
 *  4 IP地址
 *   *  4.1 IP地址特点
     *  4.2 IP地址分类
     *  4.3 子网掩码

# 1 计算机网络历史 #

*  **第一代：50年代中~60年代初，以单计算机为中心的联机系统**  
    主机内部通信，把远程的输入输出设备通过通信线路直接和计算机的主机相连，用户在终端输入信息的同时，主机也能处理信息，最后再将处理结果通过通信线路回送给远程用户。
 *  **第二代：60年代中~70年代初，计算机之间互联网络**  
    主机间通信，主机既做数据处理，又做通信，出现不同的网络体系结构模型。
 *  **第三代：70年代中~80年代末，计算机网络标准化发展**

1.  **ARPANET的标准协议**  
    1）用于计算机之间的数据传输  
    2）能够连接不同类型的计算机  
    3）所有网络结点都同等重要  
    4）必须有冗余的路由  
    5）网络结构尽可能简单，但是能非常可靠地传送数据

由于技术不足，相同厂家、相同型号的计算机之间可以进行数据通信，但是不同厂家、不同型号的计算机无法进行数据通信。

1.  **TCP/IP协议**  
    该网络通信协议的出现，使得不同计算机之间得以实现数据通信，为计算机网络得进一步发展奠定了基础。
2.  **ISO的ISO/RM规范**

*  **第四代：90年代至今，国际化互联网**

# 2 OSI/RM模型 #

1984年，ISO（国际标准化组织）推出因特网的协议规范OSI/RM，为开放式互联信息系统提供了一种功能结构的框架。  
OSI/RM：开放系统互连参考模型（Open Systems Interconnection/Reference Model）

## 2.1 OSI/RM七层模型结构 ##

### 物理层 ###

1.  **物理层：只负责传输二进制比特流**  
    功能：  
    1）为数据链路层提供服务，从数据链路层接收数据，并按规定形式的信号和格式将数据发送。  
    2）向数据链路层提供数据（将二进制比特流转换成数据链路层可以解析的格式）

### 数据链路层 ###

1.  **数据链路层：负责将上层数据封装成 帧**  
    帧：数据链路层完成从物理层到网络层的过度、准备工作  
    功能：  
    1）传输管理：为网络提供低出错率、高可靠性的数据链路  
    2）流量控制：协调主机和通信设备之间的数据传输率

### 网络层 ###

1.  **网络层：路由寻址和广播**  
    路由寻址：在路由器上从一个接口接收到数据包，根据数据包所携带的目的地址定向转发到对应接口（定向传送）  
    广播：发送和接收消息  
    功能：  
    1）路由选择与中断  
    2）控制分组传送系统的操作  
    3）控制流量，以防网络过于拥挤  
    4）建立和撤销网络连接  
    5）根据传输层的要求来选择服务

### 传输层 ###

1.  **传输层：建立一个可靠的端到端连接，包括数据核对和初步整理**  
    功能：  
    1）建立、维护和撤销传输连接——端对端连接  
    2）控制流量、差错控制（使高层收到的数据几乎完整无差错）  
    3）选择合适的网络服务层服务以实现其功能  
    4）提供数据的编号、排序、拼接以及重要同步功能

### 会话层 ###

1.  **会话层：建立、维护、拆除会话，为端系统的应用程序之间提供对话控制机制**  
    （数据传输的“中间商”角色，负责数据传输的“售后服务”）  
    功能：  
    1）提供两进程之间建立、维护和结束会话连接的功能  
    2）管理会话  
    3）同步数据

### 表示层 ###

1.  **表示层：表示数据形式，完成对传输数据的转化**  
    功能：  
    1）代表应用层协商数据表示  
    2）完成对传输数据的转化，如格式化、加/解密、压缩/解压

### 应用层 ###

1.  **应用层：为应用程序提供服务，确定进程之间通信的性质，以满足用户需要**  
    功能：  
    提供OSI用户服务，如事务处理、文件传输、数据检索、网络管理、加密

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## 2.2 计算机网络体系结构通信原理 ##

*  **数据通信原理：**  
    发送端自上而下传输（直到物理层），接收端自下而上传输（知道发送端发起 通信的层次）
 *  **对等会话原理：**  
    发送端和接收端只有在对等层才能进行通信，不同层次传输的数据格式不同：  
    应用层、表示层、会话层——报文方式  
    传输层——报文或报文分段  
    网络层——分组  
    数据链路层——帧  
    物理层——比特流  
    发送端每经过一层（物理层除外）都要在原数据上进行协议封装，即最前面加装一个本层所使用协议的协议头；接收端每经过一层都要对原数据进行协议解封装，即去掉原数据最前面的上层协议头。  
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# 3 TCP/IP #

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## 3.1 网络接口层 ##

**功能：** 在物理连接（网线和电脑之间）之上，实现逻辑链路（用到的协议）的连接（拨号连接）

*  **SLIP（Serial line Internet Protocol）串行线路网际协议**
    
     *  在串行线路上封装IP数据报
     *  用于拨号连接
     *  缺点：没有差错校验机制

> **差错校验机制**：每一端必须知道对方的IP地址，没有办法把本端的IP地址通知给另一端；如果一条串行线路用于SLIP，那么它不能同时使用其他协议。  
> **数据报**：通过网络传输的数据的基本单元，他携带了要从计算机传递到目的的计算机的信息。  
> **数据包**：是TCP/IP协议通信传输中的数据单位，单个信息被划分为多个数据块，这些数据块被称为包。  
> **路由**：路由器从一个接口接收到数据包，根据数据包的目的地址进行定向并转发到另一个接口的过程。

*  **PPP（Point to Point Protocol）点对点协议**
    
     *  用于串行与并行线路上的拨号连接
     *  解决SLIP存在的问题
 *  **ARP（Address Resolution Rrotocol）地址解析协议**  
    根据IP地址获取物理地址的一个TCP/IP协议。

> **接口卡（网卡）**：具有物理地址，即MAC地址  
> 每个网卡的硬件地址都是由厂商所提供，而且每个地址都是唯一的，在网络上不允许有重复的硬件地址出现。  
> **IP地址对应到MAC**：通过目标设备的IP地址，查询目标折别的MAC地址，以保证通信的顺利进行。

*  **RARP（Reverse Address Resolution Protocol）协议**  
    反向地址解析协议，MAC到IP地址

## 3.2 网络层 ##

**功能：** 在不同网络之间进行路由寻址、传递数据报

*  **IP（Internet Protocol）**
    
     *  无连接、不可靠的协议
     *  负责在主机之间寻址
     *  设定路由
 *  **ICMP（Internet Control Message Protocol）**
    
     *  报告错误（网络的错误检测，主机故障等）
     *  控制消息
     *  Ping程序

## 3.3 传输层 ##

**功能：** 建立端到端的链接  
\- 面向连接：会话建立、数据传输、会话拆除  
\- 无连接：不保证数据的有序到达

*  **TCP（Transmission Control Protocol）传输控制协议**
    
     *  面向连接
     *  可靠(三次握手)
     *  传输速度慢
 *  **UDP（User Datagram Protocol）用户数据报协议**
    
     *  无连接
     *  不可靠
     *  传输速度快

> **端口号：** 用来区别应用层的协议，不同应用协议有不同端口号。  
> 端口是通过端口号来标记的，端口号只有整数，范围是从0到65535。  
> 主机可以通过“IP地址+端口号”来区分不同的服务。

## 3.4 应用层 ##

**功能：** 主要负责用户喝应用程序之间的通信。协调设备和软件的多样性问题；解决系统中文件传输问题。

*  以下是常见的应用协议：
    
     *  FTP：文本传输协议
     *  HTTP：超文本传输协议
     *  DNS：域名系统
     *  Telnet：远程终端协议
     *  IMAP：Internet邮件访问协议
     *  POP3：邮局协议版本3

# 4 IP地址 #

## 4.1 IP地址特点 ##

*  IP地址长32位，每个IP地址被分为四组，每组8位
 *  每组数字的大小范围为0-255  
    10000011 01101011 00000011 00010001  
    131.107.3.17
 *  IP地址由两部分构成：网络位+主机位

## 4.2 IP地址分类 ##

网络位可以说明该设备网络类，如下：  
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## 4.3 子网掩码 ##

使用子网掩码是为了区分一个IP地址中的网络地址和主机地址。  
子网掩码是用来判断任意两台计算机的IP地址是否属于同一个子网络的根据。

*  **子网掩码特点：由连续的1和0构成**  
    默认子网掩码：255.0.0.0 255.255.0.0 255.255.255.0  
    子网掩码中可以出现的数字：0 128 192 224 240 248 252 254 255
 *  **如何判断两个IP地址是否在同一子网中**  
    主机A：IP=61.48.167.25 子网掩码：255.255.255.182  
    主机B：IP=61.48.167.224 子网掩码：255.255.255.192
    
     *  判断的步骤：
        
         *  将IP地址和子网掩码转换成二进制
         *  将IP地址和子网掩码按位进行与运输
         *  得出子网号，判断是否相等

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