CSP-J/S初赛复习(3)-计算机网络

2023年8月22日 | 分类: 【题目】

1. 网络的发展

第一个远程计算机网络：1969年由美国国防部的高级研究计划局ARPA组织研制，称为ARPANET，是Internet的前身。

二十世纪六十年代中期之前：以单台计算机为中心的远程联机系统，也称为面向终端的计算机通信网络。

二十世纪六十年代中期至七十年代：计算机-计算机网络。

二十世纪七十年代末至九十年代：开放式标准化的网络。

二十世纪九十年代末至今L新一代的计算机网络，国际互联网与信息高速公路

2. 网络的基本概念

计算机网络是利用通信线路和设备，把分布在不同地理位置上的、功能独立的多个计算机系统连接起来，以功能完善的网络软件（如网络通信协议、信息交换方式以及网络操作系统等）来实现网络中信息传递和资源共享的系统。功能独立的计算机系统一般指有CPU的计算机。

简单地说，计算机网络是指互联起来的自主计算机的集合。

自主：计算机之间没有主从关系。集合：构成一个网络至少需要两台计算机。

最基本的网络拓扑结构：总线拓扑、星型拓扑和环形拓扑。

总线拓扑结构是一种共享通路的物理结构。这种结构中总线具有信息的双向传输功能，普遍用于局域网的连接，总线一般采用同轴电缆或双绞线。总线拓扑结构的优点是：安装容易，扩充或删除一个节点很容易，不需停止网络的正常工作，节点的故障不会殃及系统。由于各个节点共用一个总线作为数据通路，信道的利用率高。但总线结构也有其缺点：由于信道共享，连接的节点不宜过多，并且总线自身的故障可以导致系统的崩溃。如：以太网Ethernet

星形拓扑结构是一种以中央节点为中心，把若干外围节点连接起来的辐射式互联结构。这种结构适用于局域网，特别是近年来连接的局域网大都采用这种连接方式。这种连接方式以双绞线或同轴电缆作连接线路。星型拓扑结构的特点是：安装容易，结构简单，费用低，通常以集线器(Hub)作为中央节点，便于维护和管理。中央节点的正常运行对网络系统来说至关重要。

环形拓扑结构是将网络节点连接成闭合结构。信号顺着一个方向从一台设备传到另一台设备，每一台设备都配有一个收发器，信息在每台设备上的延时时间是固定的。这种结构特别适用于实时控制的局域网系统。环型拓扑结构的特点是：结构简单，适合使用光纤，传输距离远，传输延迟确定。有些网络系统为了提高通信效率和可靠性，采用了双环结构,即在原有的单环上再套一个环,使每个节点都具有两个接收通道。环型网络的弱点是，当节点发生故障时，整个网络就不能正常工作，且难以诊断故障。如：令牌环网Token Ring

网络的主要功能：资源共享、信息传输、分布处理、综合信息服务

3.网络的分类

  • 局域网LAN：作用范围一般为几米到几十千米，大约是一个房间、一幢大楼或一个校园，用于连接个人电脑、工作站等各种类型的计算机和各种外围设备以实现资源共享和信息交换。如：以太网、令牌环网、令牌总线网等。

  • 城域网MAN：介于LAN与WAN之间，可覆盖一群办公室或一个城市，既可能是私有的也可能是公用的。

  • 广域网WAN：作用范围一般为几十到几千千米，覆盖一个国家或一个洲。

  • 网络可划分成资源子网和通信子网两部分。

4. 网络的标准和协议

ISO/OSI协议模型：各功能层之间，上一层对下一层提出服务要求，下一层完成上一层提出的要求。OSI参考模型将网络结构划分成七层：应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层、物理层。这只是一种理想的概念模型。

TCP/IP协议模型：传输控制协议/互联网络协议，诞生于1974年12月。分为应用层（OSI的应用层、表示层、会话层）、传输层、网际层（OSI的网络层）、网络接口层（OSI的数据链路层、物理层），包含了TCP、IP、UDP（用户数据报协议）、ARP（地址解析协议）等。（NOIP2014提高组）

  • 其他常见协议：WWW(World Wide Web)：万维网

  • URL（Uinform Resource Locator）：统一资源定位器

  • HTTP（Hypertext Transfer Protocol）：超文本传输协议

  • FTP (File Transfer Protocol)：文本传输协议

  • SMTP（Simple Mail Transfer Protocol ）简单邮件传输协议

IP地址：Internet中的每一台主机分配一个在全球范围唯一地址。IPv4地址是由32位二进数码表示。为方便记记忆，把这32位二进制数每8个一段用“.” 隔开，再把每一段的二进制数化成十进制数，也就得到我们现在所看到的IP地址形式，用“.”隔开的四个十进制整数，每个数字取值为0—255。（NOIP2015提高组）

IP地址分A、B、C、D、E五类，目前大量使用的是A、B、C三类，最高位1……126为A类，128……191是B类，192……223是C类。D类为Internet体系结构委员会IAB专用，E类保留在今后使用。IPv4地址不够分，将被IPv6协议取代，由128位二进制码表示。

域名：是由一串用点分隔的名字组成的Internet上某一台计算机或计算机组的名称，用于在数据传输时标识计算机的电子方位。

通用顶级域：无赞助：.biz .com .edu .gov .info .int .mil .name .net .org .pro .xyz赞助：.aero .cat .coop .jobs .museum .travel .mobi .asia .tel .xxx

5. 操作系统（OS）（NOIP2015提高组）

Windows类（Microsoft）：1.0（1985），2.0（1987），3.0（1990，红心大战和扫雷），NT，95（出现“开始”菜单），98（原生支持USB接口），98 SE，2000（最后一个专为企业开发的Windows系统），Me（最后一个基于MS-DOS开发的操作系统），XP，Vista，7，8，10

UNIX：多用户，多任务的分时操作系统，大部分是由C语言编写的，这使得系统易读，易修改，易移植，1969年开发。

LINUX：自由和开放源码的类UNIX操作系统，较适用于小型网络，1991年10月5日发布

MAC OS：运行于苹果电脑上的操作系统，是首个在商用领域成功的图形用户界面操作系统。Mac系统是基于Unix内核的图形化操作系统，一般情况下在普通PC上无法安装的操作系统。由苹果公司自行开发。

iOS：原名为iPhone OS，是苹果公司为其移动设备所开发的专有移动操作系统，为其公司的许多移动设备提供操作界面，支持设备包括iPhone、iPad和iPod touch。iPhone OS自iOS 4起便改名为iOS，它是全球第二大最受欢迎的移动操作系统，仅次于Google开发的安卓系统。

6. 其他

无线通信技术：蓝牙，Wifi，GPRS（通用分组无线服务技术，GSM移动电话用户可用的一种移动数据业务，属于第二代移动通信中的数据传输技术）

网卡：可以将单个计算机接入到计算机网络中的网络接入通讯设备

补充内容:

网络的体系结构

国际标准话组织（Internetional Standardization Organization,ISO）提出的开放式系统互联（Open System Interconnection,OSI）参考模型。它将数据从一个站点到达另一个站点的工作按层分割成七个不同任务。

开放性式指任何遵循OSI标准的系统，只要物理上连接起来，它们之间都可以相互通信。OSI参考模型并不是网络体系结构。OSI只是描述每一层的功能，并没有确定一个层的协议。而网络体系结构是网络层次结构和相关协议的集合。

IP地址

在TCP/IP体系中，IP地址是要给重要的概念。

所谓IP地址，是用于标识Internet网络上节点的32位地址（以后可能使用V6版本是128位的，分8组，每组16位），对于Internet网络上的每个节点，都必须指派一个唯一的地址，它由网络ID和唯一的主机ID组成。该地址通常用由句点分阁的八位字节的十进制数表示（例如：192.168.7.27）

Internet的IP地址分成A,B,C,D,E五类，其中A、B、C为常用类，都由网络ID和主机ID两个部分组成，网络ID也叫网络地址，标识大规模TCP/IP网际网络（由网络组成的网络）内的单个网络，连接到并共享访问同一网络的所有系统的在其完整的IP地址内都有一个公用的网络ID，这个ID也用于唯一地识别大规模的网际网络内部的每个网络；主机ID，也叫作主机地址，识别每个网络内部的TCP/IP节点（工作站、服务器、路由器或其他TCP/IP设备），每个设备的主机ID唯一地识别所在网络内的单个系统。

A类 126 1677214 1.0.0.1~126.255.255.254
B类 16384 65534 128.0.0.1~191.255.255.254
C类 209752 254 192.0.0.1~233.255.255.254

注：

尽管IP地址的主机号的每个域的取值范围是0~255，但主机ID所有域不能都为0或255。例如：如果网络ID为10，那么就不能把10.0.0.0和10.255.255.255两个IP地址分配给任何主机；如果网络ID为192.114.31，那么就不能把192.114.31.0和192.114.31.255两个地址分配给任何主机。

专用网络寻址选项：如果某个连接仅存在于群集节点之间，

并且不支持其他网络的客户机，可以为它配置私有IP网络地址，而不是企业的正式IP网络地址。经过Internet编号指派机构（IANA）协商同意，几个IP网络被保留下来用作企业内部私有。这些保留的号码是：

10.0.0.0 到 10.255.255.255 A类
172.16.0.0 到172.031.255.255 B类
192.168.0.0到192.168.255.255 C类

IP地址的表示方法：采用点分十进制记法，即将32bit的IP地址中的每8位用。等效的十进制表示，并每8位之间加上一个点，即4段二进制位组成， “ . ” 隔开，每组数字的取值范围只能0~255。

       例如：10000001  00001011  00000011  00011111

                     129       11         3          31

       对应的IP地址：129.11.3.31