第3章 计算机网络基础

1考情分析

根据对历年的考试真题进行分析，本章要求考生掌握以下知识点：

（1）计算机网络：网络技术标准与协议、Internet技术及应用、网络分类、网络管理、网络服务器、网络交换技术、网络存储技术、无线网络技术、光网络技术、网络接入技术、网络规划、设计与实施。

1.1本章重点

2考点精讲

2.1计算机网络基础

在网络基础知识方面，主要考查开发系统互连参考模型、网络协议、网络接入技术、网络存储技术等。

1.网络的分类

不同传输距离的网络可以分为局域网、城域网和广域网三种。

2.网络互连模型

在网络互连方面，国际上通用的模型是开放系统互连参考模型（Open system Interconnection/Reference Model，OSI/RM），该模型最初用来作为开发网络通信协议族的一个工业参考标准，是各个层上使用的协议国际化标准。严格遵守OSI/RM模型，不同的网络技术之间可以轻而易举地实现互操作。整个OSI/RM模型共分7层，从下往上分别是物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。

3.常用的网络协议

本小节主要考查TCP（Transmission Control Protocol，传输控制协议）/IP协议族中的一些主要协议。

TCP：传输控制协议

UDP：用户数据报协议

两个协议的特点如下表3-4所示：

表3-4

（1）TCP协议的特点：

TCP协议是一个面向连接的可靠传输协议，具有面向数据流、虚电路连接、有缓冲的传输、无结构的数据流、全双工连接5大特点。TCP协议实现可靠传输的基础是采用重传功能的肯定确认、超时重传技术，通过使用滑动窗口协议可以解决传输效率和流量控制问题。

（2）UDP协议的特点：

UDP协议直接使用底层的因特网协议来传送报文，它和IP一样，提供的是不可靠的、无连接的数据报传输服务，它不提供报文到达确认、排序及流量控制功能。UDP协议的效率高于TCP协议。

4．常见TCP/IP协议

网络层：

IP协议→网络互连协议，用途：将多个包在网络中联系起来，传输数据包（不可靠传输），最基本功能就是寻址和分段功能，不提供端到端，路由到路由的确认，不提供重发和流量控制，是计算机网络能够相互通信的基本规则。出错则向ICMP报告，ICMP在IP模块中实现。

ICMP协议，用途：面向无连接协议，用于传输错误报告控制信息（控制信息是指网络不通畅，主机是否到达，路由是否可用的这些网络本身的消息，不涉及用户传输的数据）。

ARP协议→地址解析协议，用途：根据IP地址获取物理地址的协议（即MAC地址）。在同一子网内通过ARP协议可以实现数据包的互相传递。不在一个子网内则无法获得MAC地址，只有通过网关去处理。

RARP协议→反转地址协议，用途：和ARP协议相反，将主机的物理地址转换成IP地址。

IGMP协议→Internet组管理协议，用途：主机IP软件需要进行组播扩展，才能使主机能够在本地上收发组播分组。

传输层：

TCP协议→传输控制协议，用途：主要用于网间传输的协议，分割处理报文并把结果包传到IP层，并接收处理IP曾传到的数据包。

UDP协议→用户数据协议，用途：主要用于需要在计算器之间传输数据的应用，将网络数据流量压缩成数据包。

应用层：

TFTP协议→简单文件传输协议，用途：用来在客户机和服务器之间进行简单文件传输的协议，提供不复杂、开销不大的文件传输服务，基于UDP。

FTP协议→文件传输协议，用途：通过FTP协议在FTP客户端访问FTP服务端，默认使用20和21端口，20用于传输数据，21用于传输控制信息。

HTTP协议→超文本传输协议，用途：是用于从WWW服务器传输超文本到本地浏览器的传输协议。是客户端浏览器或其他程序与Web服务器之间的应用层通信协议。

TELNET协议，用途：是Internet远程登录服务的标准协议和主要方式，为用户提供了在本地计算机上完成远程主机工作的能力。

SMTP协议→简单邮件传输协议，用途：控制邮件传输的规则，以及邮件的中转方式，基于TCP。

DNS协议→域名系统，用途：定义域名规则，将域名和IP相互映射。

SNMP协议→简单网络管理协议，用途：为了解决Internet上的路由器管理问题而提出的，它可以在IP、IPX、AppletTalk和其他传输协议上使用。

DHCP协议→动态主机配置协议，建立在UDP之上，用于给内部网或网络服务供应商自动分配IP地址；用户用于内部网络管理员作为对所有计算机作中央管理的手段。

5．网络存储技术

DAS（Direct Attached Storage）是存储器与服务器直接连接，即将RAID硬盘阵列直接连接到网络系统的服务器上，难扩展。

NAS（Network Attached Storage，网络附加存储）是将存储设备通过标准的网络拓扑结构连接到一系列计算机上。在NAS存储结构中，存储系统是直接通过网络接口与网络直接相连，由用户通过网络访问。NAS实际上是一个带有瘦服务器的存储设备，其作用类似于一个专用的文件服务器。这种存储方式最大的缺陷就是存储服务器在备份数据和在做数据恢复时，会占用网络的带宽，从而影响网络中业务数据传输与交换。NAS产品最大的优点就是真正即插即用。

SAN（Storage Area Network，存储区域网络）是采用高速的光纤通道作为传输介质的网络存储技术，它将存储系统网络化，实现了高速共享存储以及块级数据访问的目的，将业务网络与存储网分离，光纤通道高速交换不会影响到前端，费用太高，独立于服务器网络系统之外，拥有几乎无限的扩展能力。SAN拥有极度的可扩展性、简化的存储管理、优化的资源和服务共享以及高度可用性。

6．网络规划与设计

网络规划率先考虑的有三个原则：实用性原则、开放性原则和先进性原则。网络分层设计引入三个关键层的概念，分别是核心层、汇聚层和接入层（直接面向用户连接或访问网络的部分）。

3 章节问答

1．TCP协议与UDP协议的主要区别是？

答：

（1）TCP（Transmission Control Protocol）和UDP（User Datagram Protocol）协议属于传输层协议。

（2）TCP提供IP环境下的数据可靠传输，它提供的服务包括数据流传送、可靠性、有效流控、全双工操作和多路复用。通过面向连接、端到端和可靠的数据包发送。

（3）UDP则不为IP提供可靠性、流控或差错恢复功能。一般来说，TCP对应的是可靠性要求高的应用，而UDP对应的则是可靠性要求低、传输经济的应用。

（4）TCP支持的应用协议主要有：Telnet、FTP、SMTP等；

（5）UDP支持的应用层协议主要有：NFS（网络文件系统）、SNMP（简单网络管理协议）、DNS（主域名称系统）、TFTP（通用文件传输协议）等。