以太网和FDDI网的工作原理和数据传输过程的简述是什么？

以太网是当今现有局域网采用的最通用的通信协议标准，组建于七十年代早期。Ethernet(以太网）是一种传输速率为10Mbps的常用局域网（LAN）标准。在以太网中，所有计算机被连接一条同轴电缆上，采用具有冲突检测的载波感应多处访问（CSMA/CD）方法，采用竞争机制和总线拓朴结构。基本上，以太网由共享传输媒体，如双绞线电缆或同轴电缆和多端口集线器、网桥或交换机构成。在星型或总线型配置结构中，集线器/交换机/网桥通过电缆使得计算机、打印机和工作站彼此之间相互连接。

以太网具有的一般特征概述如下：

共享媒体：所有网络设备依次使用同一通信媒体。

广播域：需要传输的帧被发送到所有节点，但只有寻址到的节点才会接收到帧。

CSMA/CD：以太网中利用载波监听多路访问/冲突检测方法（Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection）以防止 twp 或更多节点同时发送。

MAC 地址：媒体访问控制层的所有 Ethernet 网络接口卡（NIC）都采用48位网络地址。这种地址全球唯一。

Ethernet 基本网络组成：

共享媒体和电缆：10BaseT（双绞线），10Base-2（同轴细缆），10Base-5（同轴粗缆）。

转发器或集线器：集线器或转发器是用来接收网络设备上的大量以太网连接的一类设备。通过某个连接的接收双方获得的数据被重新使用并发送到传输双方中所有连接设备上，以获得传输型设备。

网桥：网桥属于第二层设备，负责将网络划分为独立的冲突域获分段，达到能在同一个域/分段中维持广播及共享的目标。网桥中包括一份涵盖所有分段和转发帧的表格，以确保分段内及其周围的通信行为正常进行。

交换机：交换机，与网桥相同，也属于第二层设备，且是一种多端口设备。交换机所支持的功能类似于网桥，但它比网桥更具有的优势是，它可以临时将任意两个端口连接在一起。交换机包括一个交换矩阵，通过它可以迅速连接端口或解除端口连接。与集线器不同，交换机只转发从一个端口到其它连接目标节点且不包含广播的端口的帧。

以太网协议：IEEE 8023标准中提供了以太帧结构。当前以太网支持光纤和双绞线媒体支持下的四种传输速率：

10 Mbps – 10Base-T Ethernet（8023）

100 Mbps – Fast Ethernet（8023u）

1000 Mbps – Gigabit Ethernet（8023z)）

10 Gigabit Ethernet – IEEE 8023ae

以太网简史：

1972年，罗伯特梅特卡夫(Robert Metcalfe)和施乐公司帕洛阿尔托研究中心(Xerox PARC)的同事们研制出了世界上第一套实验型的以太网系统，用来实现Xerox Alto（一种具有图形用户界面的个人工作站）之间的互连，这种实验型的以太网用于Alto工作站、服务器以及激光打印机之间的互连，其数据传输率达到了294Mbps。

梅特卡夫发明的这套实验型的网络当时被称为Alto Aloha网。1973年，梅特卡夫将其命名为以太网，并指出这一系统除了支持Alto工作站外，还可以支持任何类型的计算机，而且整个网络结构已经超越了Aloha系统。他选择“以太”（ether）这一名词作为描述这一网络的特征：物理介质（比如电缆）将比特流传输到各个站点，就像古老的“以太理论”（luminiferous ether）所阐述的那样，古代的“以太理论”认为“以太”通过电磁波充满了整个空间。就这样，以太网诞生了。

最初的以太网事一种实验型的同轴电缆网，冲突检测采用CSMA/CD 。该网络的成功，引起了大家的关注。1980年，三家公司（数字设备公司、Intel公司、施乐公司）联合研发了10M以太网10规范。最初的IEEE8023即基于该规范，并且与该规范非常相似。8023工作组于1983年通过了草案，并于1985年出版了官方标准ANSI/IEEE Std 8023-1985。从此以后，随着技术的发展，该标准进行了大量的补充与更新，以支持更多的传输介质和更高的传输速率等。

1979年，梅特卡夫成立了3Com公司，并生产出第一个可用的网络设备：以太网卡（NIC）， 它是允许从主机到IBM终端和PC机等不同设备相互之间实现无缝通信的第一款产品，使企业能够以无缝方式共享和打印文件，从而增强工作效率，提高企业范围的通信能力。

以太网和IEEE8023：

以太网是Xerox公司发明的基带LAN标准。它采用带冲突检测的载波监听多路访问协议（CSMA／CD），速率为10Mbps，传输介质为同轴电缆。以太网是在20世纪70年代为解决网络中零散的和偶然的堵塞而开发的，而IEEE802．3标准是在最初的以太网技术基础上于1980年开发成功的。现在，以太网一词泛指所有采用CSMA／CD协议的局域网。以太网2．0版由数字设备公司、Intel公司和Xerox公司联合开发，它与IEEE802．3兼容。

以太网和IEEE802．3通常由接口卡（网卡）或主电路板上的电路实现。以太网电缆协议规定用收发器将电缆连到网络物理设备上。收发器执行物理层的大部分功能，其中包括冲突检测及收发器电缆将收发器连接到工作站上。

IEEE802．3提供了多种电缆规范，10Base5就是其中的一种，它与以太网最为接近。在这一规范中，连接电缆称作连接单元接口（AUI），网络连接设备称为介质访问单元（MAU）而不再是收发器。

1．以太网和IEEE802．3的工作原理

在基于广播的以太网中，所有的工作站都可以收到发送到网上的信息帧。每个工作站都要确认该信息帧是不是发送给自己的，一旦确认是发给自己的，就将它发送到高一层的协议层。

在采用CSMA／CD传输介质访问的以太网中，任何一个CSMA／CDLAN工作站在任何一时刻都可以访问网络。发送数据前，工作站要侦听网络是否堵塞，只有检测到网络空闲时，工作站才能发送数据。

在基于竞争的以太网中，只要网络空闲，任一工作站均可发送数据。当两个工作站发现网络空闲而同时发出数据时，就发生冲突。这时，两个传送 *** 作都遭到破坏，工作站必须在一定时间后重发，何时重发由延时算法决定。

2．以太网和IEEE802．3服务的差别

尽管以太网与IEEE802．3标准有很多相似之处，但也存在一定的差别。以太网提供的服务对应于OSI参考模型的第一层和第二层，而IEEE802．3提供的服务对应于OSI参考模型的第一层和第二层的信道访问部分（即第二层的一部分）。IEEE802．3没有定义逻辑链路控制协议，但定义了几个不同物理层，而以太网只定义了一个。

IEEE802．3的每个物理层协议都可以从三方面说明其特征，这三方面分别是LAN的速度、信号传输方式和物理介质类型

　在我们使用局域网的时候，怎么进行传输文件呢我为大家整理了相关局域网传输文件的内容，供大家参考阅读!、

　局域网传输文件的方法

　步骤上，先对xp系统进行说明，再对win7系统进行说明。因为xp系统和win7系统的方法不一样，所以就分开来说明。

　下面先对xp系统的文件传输和共享方法进行说明。例如在一个办公室里，大家都需要从各自的电脑传输文件到指定的xp的电脑里。方法就是：在指定的xp电脑里，选中需要共享的文件夹，然后右键，选择“共享与安全”。d出界面选项中再选择“共享”项，分别在“在网络上共享这个文件夹”和“允许网络用户更改我的文件”前面的选项框中打上，再按“确定”按钮就可以了。d出对话框后的步骤就是图中的①②③④步，不需要其它步骤了，很简单!

　共享后的文件怎么在另一台电脑上打开呢方法如下：打开“我的电脑”，在地址栏输入“\\+ip地址”的格式(不包括双引号和加号)，输入格式如图：再按回车键确定就可以登录到共享文件的电脑中，再打开共享文件夹就可以了。

　注意，在输入ip地址前，你要先知道指定xp电脑的IP地址，再输入就可以登录了。这样，任意一台电脑，只要是同一个局域网，输入了指定的ip地址就可以登录到对应的电脑上，再打开这个共享的文件夹就可以任意传输文件、删除、复制等等。局域网传输速度一般都可以到达几兆每秒，现在的路由器传输速度都很快的。

　接下来再来看看怎么在win7的电脑共享文件夹。同样地，首先是选中需要共享的文件夹，按右键，在d出的对话框选择“共享”，再点“高级共享”，如图：

　在高级共享中，首先把“共享此文件夹”的勾打上，然后再把权限里面的勾也全部勾上，如图步骤7、8、9步，最后确定。

　确定之后还有一个对话框也需要按“确定”，剩下如图这个对话框时，点击“网络和共享中心”。

　再找到“密码保护的共享”项，选择“关闭密码保护共享”，如图：

　最后点击“保存修改”按钮，再关闭所有对话框就完成了。这样，其它电脑只需要输入win7电脑的ip地址就可以找到这个共享的文件夹了。登录方法同上面第3步。好了，上面就是xp和win7电脑的局域网传输设置办法，按照上面的设置就可以互相传输文件和共享文件了。

物理层规定了激活、维持、关闭通信端点之间的机械特性、电气特性、功能特性以及过程特性。该层为上层协议提供了一个传输数据的物理媒体。

在这一层，数据的单位称为比特（bit）。

属于物理层定义的典型规范代表包括：EIA/TIA RS-232、EIA/TIA RS-449、V35、RJ-45等。

数据链路层在不可靠的物理介质上提供可靠的传输。该层的作用包括：物理地址寻址、数据的成帧、流量控制、数据的检错、重发等。

在这一层，数据的单位称为帧（frame）。

数据链路层协议的代表包括：SDLC、HDLC、PPP、STP、帧中继等。

网络层负责对子网间的数据包进行路由选择。网络层还可以实现拥塞控制、网际互连等功能。

在这一层，数据的单位称为数据包（packet）。

网络层协议的代表包括：IP、IPX、RIP、OSPF等。

传输层是第一个端到端，即主机到主机的层次。传输层负责将上层数据分段并提供端到端的、可靠的或不可靠的传输。此外，传输层还要处理端到端的差错控制和流量控制问题。

在这一层，数据的单位称为数据段（segment）。

传输层协议的代表包括：TCP、UDP、SPX等。

会话层管理主机之间的会话进程，即负责建立、管理、终止进程之间的会话。会话层还利用在数据中插入校验点来实现数据的同步。

表示层对上层数据或信息进行变换以保证一个主机应用层信息可以被另一个主机的应用程序理解。表示层的数据转换包括数据的加密、压缩、格式转换等。

应用层为 *** 作系统或网络应用程序提供访问网络服务的接口。

应用层协议的代表包括：Telnet、FTP、HTTP、SNMP等。

我们电脑上的数据，是如何“走”到远端的另一台电脑的呢？这是个最基础的问题，可能很多人回答不上来，尽管我们每天都在使用网络。这里我们以一个最简单的“ping”命令，来解释一个数据包“旅程”。

假设：我的电脑A，向远在外地的朋友电脑B传输数据，最简单的就是“ping”一下，看看这个家伙的那一端网络通不通。A与B之间只有一台路由器。（路由器可能放在学校，社区或者电信机房，无所谓，基本原理是一样的）

具体过程如下------

1．“ping”命令所产生的数据包，我们归类为ICMP协议。说白了就是向目的地发送一个数据包，然后等待回应，如果回应正常则目的地的网络就是通的。当我们输入了“ping”命令之后，我们的机器（电脑A）就生成了一个包含ICMP协议域的数据包，姑且称之为“小德”吧~~~~

2．“小德”已经将ICMP协议打包到数据段里了，可是还不能发送，因为一个数据要想向外面传送，还得经过“有关部门”的批准------IP协议。IP要将你的“写信人地址”和“收信人地址”写到数据段上面，即：将数据的源IP地址和目的IP地址分别打包在“小德”的头部和尾部，这样一来，大家才知道你的数据是要送到哪里。

3．准备工作还没有完。接下来还有部门要审核------ARP。ARP属于数据链路层协议，主要负责把IP地址对应到硬件地址。直接说吧，都怪交换机太“傻”，不能根据IP地址直接找到相应的计算机，只能根据硬件地址来找。于是，交换机就经常保留一张IP地址与硬件地址的对应表以便其查找目的地。而ARP就是用来生成这张表的。比如：当“小德”被送到ARP手里之后，ARP就要在表里面查找，看看“小德”的IP地址与交换机的哪个端口对应，然后转发过去。如果没找到，则发一个广播给所有其他的交换机端口，问这是谁的IP地址，如果有人回答，就转发给它。

4．经过一番折腾，“小德”终于要走出这个倒霉的局域网了。可在此之前，它们还没忘给“小德”屁股后面盖个“戳”，说是什么CRC校验值，怕“小德”在旅行途中缺胳膊少腿，还得麻烦它们重新发送。。。。。我靠~~~~注：很多人弄不清FCS和CRC。所谓的CRC是一种校验方法，用来确保数据在传输过程中不会丢包，损坏等等，FCS是数据包（准确的说是frame）里的一个区域，用来存放CRC的计算结果的。到了目的地之后，目的计算机要检查FCS里的CRC值，如果与原来的相同，则说明数据在途中没有损坏。

5．在走出去之前，那些家伙最后折磨了一次“小德”------把小德身上众多的0和1，弄成了什么“高电压”“低电压”，在双绞线上传送了出去。晕~~出趟门就这么麻烦吗？

6．坐着双绞线旅游，爽！可当看到很多人坐着同轴电缆，还有坐光纤的时候，小德又感觉不是那么爽了。就在这时，来到了旅途的中转站------路由器。这地方可是高级场所，人家直接查看IP地址！剩下的一概不管，交给下面的人去做。够牛吧？路由器的内部也有一张表，叫做路由表，里面标识着哪一个网络的IP对应着路由器的哪一个端口。这个表也不是天生就有的，而是靠路由器之间互相“学习”之后生成的，当然也可以由管理员手工设定。这个“学习”的过程是依靠路由协议来完成的，比如RIP，EIGRP，OSPF等等。

7．当路由器查看了“小德”的IP地址以后，根据路由表知道了小德要去的网络，接着就把小德转到了相应的端口了。至此，路由器的主要工作完成，下面又是打包，封装成frame，转换成电压信号等一系列“折腾”的活，就由数据链路层和物理层的模块去干吧。

8．小德从路由器的出口出来，便来到了目的地----电脑B----所属的网络的默认网关。默认网关可以是路由器的一个端口，也可以是局域网里的各种服务器。不管怎样，下面的过程还是一样的：到交换机里的ARP表查询“小德”的IP地址，看看属于哪个局域网段或端口，然后就转发到B了。

9．进了B的网卡之后，还要层层“剥皮”，基本上和从A出来的程序是一样的------电脑B先校验一下CRC值，看看数据是否完整；然后检查一下frame的封装，看到是IP协议之后，就把“小德”交给IP“部门”了；IP协议一看目的地址，正确，再看看应用协议，是ICMP。于是知道了该怎么做了------产生一个回应数据包，（可以命名为“回应小德”），并准备以同样的顺序向远端的A发送。。至于刚刚收到的那个数据包就丢弃了。

10．“回应小德”这个数据包又开始了上述同样的循环，只不过这次发送者是B而接收者是A了。

以上是一个最简单的路由过程，任何复杂的网络都是在次基础之上实现的。

我暂且按我的理解说说吧。

先看一下计算机网络OSI模型的七个层次：

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│ 应用层 │←第七层

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│ 表示层 │

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│ 会话层 │

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│ 传输层 │

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│ 网络层 │

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│数据链路层│

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│ 物理层 │←第一层

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而我们现在用的网络通信协议TCP/IP协议者只划分了四成：

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│ 应用层 │ ←包括OSI的上三层

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│ 传输层 │

├—————┤

│ 网络层 │

├—————┤

│网络接口层 │←包括OSI模型的下两层，也就是各种不同局域网。

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两台计算机通信所必须需要的东西：IP地址（网络层）+端口号（传送层）。

两台计算机通信（TCP/IP协议）的最精简模型大致如下：

主机A---->路由器（零个或多个）---->主机B

举个例子：主机A上的应用程序a想要和主机B上面的应用程序b通信，大致如下

程序a将要通信的数据发到传送层，在传送层上加上与该应用程序对应的通信端口号（主机A上不同的应用程序有不同的端口号），如果是用的TCP的话就加上TCP头部，UDP就加上UDP头部。

在传送成加上头部之后继续向往下传到网络层，然后加上IP头部（标识主机地址以及一些其他的数据，这里就不详细说了）。

然后传给下层到数据链路层封装成帧，最后到物理层变成二进制数据经过编码之后向外传输。

在这个过程中可能会经过许多各种各样的局域网，举个例子：

主机A--->（局域网1--->路由器--->局域网2）--->主机B

这个模型比上面一个稍微详细点，其中括号里面的可以没有也可能有一个或多个，这个取决于你和谁通信，也就是主机B的位置。

主机A的数据已经到了具体的物理介质了，然后经过局域网1到了路由器，路由器接受主机A来的数据先经过解码，还原成数据帧，然后变成网络层数据，这个过程也就是主机A的数据经过网络层、数据链路层、物理层在路由器上面的一个反过程。

然后路由器分析主机A来的数据的IP头部（也就是在主机A的网络层加上的数据），并且修改头部中的一些内容之后继续把数据传送出去。

一直到主机B收到数据为止，主机B就按照主机A处理数据的反过程处理数据，直到把数据交付给主机B的应用程序b。完成主机A到主机B的单方向通信。

这里的主机A、B只是为了书写方便而已，可能通信的双方不一定就是个人PC，服务器与主机，主机与主机，服务器与服务器之间的通信大致都是这样的。

再举个例子，我们开网页上百度：

就是我们的主机浏览器的这个应用程序和百度的服务器之间的通信。应用成所用的协议就是HTTP，而服务器的端口号就是熟知端口号80

大致过程就是上面所说，其中的细节很复杂，任何一个细节都可以写成一本书，对于非专业人员也没有必要深究。

OSI的由来

在网络传输过程中，我们会遇到很多问题，比如文本格式转换、丢包、数据完整性检查、路由、信号转换、信号衰减等。为了简化问题复杂度，人们提出了OSI模型，不同层次针对不同阶段的问题，不同层次之间提供接口，互不干涉，一个层次问题的解决可以任意方式，只要满足接口。

OSI模型

除此之外还有4层划分方式：物理层和链路层放在一起统称物理层，然后是网络层，传输层，应用层。

数据的网络传输过程

以http请求为例：

一个的http请求过程会经历2个来回。第一个是域名解析过程，目的是解析出目标的ip地址，因为客户端与服务端通讯的时候只认ip地址，不认域名；然后是http协议请求响应过程。

首先浏览器解析域名的时候会先看浏览器的缓存是否有当前域名，

如果没有则去查看本地 *** 作系统上的host配置有没有当前域名，

如果没有就向本地 *** 作系统DNS服务(本质是一个服务，有自己的ip地址，本地 *** 作系统配置好的)发起DNS请求以获取目标ip地址（通过UDP协议向本地DNS服务的53端口发请求），

DNS请求是应用层协议，使用UDP协议，会调用传输层的接口加上UDP报文头，

传输层会调用网络层的接口加上IP协议头，

网络层会把请求交给数据链路层，

数据链路层（以太网/无线lan）传输只认mac地址，会把本地的mac地址加上，同时会通过网络层的ARP协议请求获取下一个的传输地址的mac地址，然后加上下一个地址的mac地址，把请求通过物理层（光纤/波）传给路由器，

路由器是一个3层传输设备，包括物理层，数据链路层，网络层。

数据链路层会检查传输过来的信息有没有mac地址，没有就抛弃，有就继续交给网络层，

网络层会把请求传给网络运营商路由器，然后再传到网络运营商的DNS服务器。

运营商DNS服务器会检查自身缓存有没有对应域名，有并且缓存没过期就正常返回，如果没有，运营商就会作为代理向根域名DNS服务发起请求（例如com,运营商服务器会内置13个根域服务器的ip），根域名DNS会向下一层发起请求（例如 aaacom ）,然后再次被代理请求（ wwwaaacom ）直到查找到对应ip地址，最终返回给运营商，然后原路返回给客户端 *** 作系统内核，再到浏览器。

http经历的OSI层级跟DNS请求一样，只不过http请求的时候已经知道了服务端地址，定向发送就可以了，同时应用层协议改为http，传输层使用的是TCP协议。

TCP的三次握手和四次挥手：

TCP的三次握手，主要的出发点是怎样 确认 客户端和服务端发送的请求被收到，因此最优解就是三次通讯，

首先客户端发起连接请求，服务端收到并返回客户端的信号，这时客户端可以确定自己的请求被收到了；

然后客户端再向服务端发送一次确认请求，携带服务端的信号，这样服务端也可以确定自己的响应被收到了。

双方都得到确认后，就可以安心收发数据了。

TCP的四次挥手，

四次挥手的原因：

https协议（TLS/SSL协议）

https协议产生的背景是http协议不够安全，因为http协议是明文传输的，难以满足一些敏感信息传输的场景。SSL（Secure Sockets Layer）是早期叫法，后来被更名为TLS（Transport Layer Security）

https协议的是基于http协议设计的，从结构上并未动http协议，只是在http基础上加了一层TLS/SSL处理，通常http协议直接调用系统socket接口发起TCP传输，现在是http协议完成后，先经过TLS/SSL协议加密，再调socket接口进行TCP传输。同理响应的时候要先经过TLS/SSL解密，再作为普通http协议报文处理。

TLS协议需要用到2种算法：

摘要加密/解密的算法分2种：

参考：

浏览器请求全过程