软件工程-基础课程-计算机网络_网络管理与故障排除.docxVIP

PAGE1

PAGE1

计算机网络基础

1网络模型与协议

1.1网络模型

计算机网络模型，通常指的是OSI七层模型和TCP/IP四层模型，它们是理解网络通信的基础框架。

1.1.1OSI七层模型

OSI（OpenSystemInterconnection）模型将网络通信过程分为七层，每一层都有其特定的功能和职责：

应用层：提供应用程序之间的接口，如HTTP、FTP、SMTP等。

表示层：处理数据的格式、加密和压缩。

会话层：管理会话的建立、维护和终止。

传输层：负责端到端的数据传输，如TCP、UDP协议。

网络层：处理数据包的路由和寻址，如IP协议。

数据链路层：确保数据在物理链路上的可靠传输，如以太网协议。

物理层：定义物理接口的电气、机械、过程和功能特性。

1.1.2TCP/IP四层模型

TCP/IP模型是互联网实际使用的模型，它将网络通信简化为四层：

应用层：与OSI模型的应用层、表示层和会话层相对应。

传输层：与OSI模型的传输层相同。

网络层：与OSI模型的网络层相同。

网络接口层：与OSI模型的数据链路层和物理层相对应。

1.2网络协议

网络协议是网络中通信双方必须遵循的规则，它定义了数据的格式、通信的规则和错误的处理方式。例如，TCP/IP协议族中的IP协议负责数据包的寻址和路由，TCP协议负责数据的可靠传输。

1.2.1IP协议示例

在Python中，我们可以使用socket库来创建一个基于IP协议的TCP连接。下面是一个简单的示例：

importsocket

#创建一个socket对象

s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)

#连接到服务器

s.connect((,80))

#发送HTTP请求

request=GET/HTTP/1.1\r\nHost:\r\n\r\n

s.sendall(request.encode())

#接收服务器的响应

response=s.recv(4096)

#打印响应

print(response.decode())

#关闭连接

s.close()

在这个示例中，我们首先创建了一个socket对象，然后连接到Google的服务器，发送一个HTTPGET请求，接收服务器的响应，最后关闭连接。

2IP地址与子网划分

2.1IP地址

IP地址是互联网协议地址（InternetProtocolAddress）的简称，它是分配给互联网上每一台主机或路由器的数字标签，用于在网络中唯一标识一台设备。IP地址有两种版本：IPv4和IPv6。

2.1.1IPv4地址

IPv4地址是一个32位的二进制数，通常表示为四个十进制数，每个数在0到255之间，中间用点分隔，如。

2.1.2IPv6地址

IPv6地址是一个128位的二进制数，通常表示为八组四位十六进制数，中间用冒号分隔，如2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334。

2.2子网划分

子网划分是将一个大的IP网络划分为多个小的子网络的过程，每个子网络都有自己的网络地址和子网掩码。子网掩码是一个32位的二进制数，用于确定IP地址中的网络部分和主机部分。

2.2.1子网掩码示例

假设我们有一个IP地址和一个子网掩码。子网掩码的二进制表示1111111100000000。我们将IP地址和子网掩码进行按位与运算，可以得到网络地址：

ip=

subnet_mask=

#将IP地址和子网掩码转换为二进制

ip_binary=.join([bin(int(x)+256)[3:]forxinip.split(.)])

subnet_mask_binary=.join([bin(int(x)+256)[3:]forxinsubnet_mask.split(.)])

#进行按位与运算

network_address_binary=.join([str(int(a)int(b))fora,binzip(ip_binary,subnet_mask_binary)])

#将网络地址转换回十进制

network_address=..join([str(int(network_address_binary[i:i+8],2))foriinrange(0,32,8)])

print(network_address)#输出：

在这个示例中，我们首先将IP地址和子网掩码转换为二进制，然后进行按位与运算，最后将结果转换回十进制，得到网络地址。#网络设备