计算机网络复习一

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一、概述

1.1 定义

• 计算机网络是指：将具有独立功能的许多计算机连接起来，按照某种协议进行通信，并通过网络操作系统进行管理实现资源共享的系统

1.2 计算机网络功能

• 数据通信

• 信息服务

• 资源共享

  • 软件

  • 硬件

  • 数据

  • 信道

    • 通信信道可以理解为电信号的传输介质。通信信道的共享是计算机网络中最重要的共享资源之一。

1.3 7个典型特点

• 可靠性

  • 冗余备份

• 高效性

  • 高性能

• 独立性

  • 既相互联系又相互独立

• 扩充性

  • 易扩展

• 廉价性

  • 高性价比

• 分布性

  • 分布互联和分布式处理

• 易操作性

  • 实用性强

1.4 计算机网络发展阶段

• 1.以数据通信为主

  • 面向终端的计算机网络
  • 以主机为中心

• 2.资源共享为主

  • 计算机-计算机网络
  • 分组交换网为中心（以网络为中心）

• 3.体系结构标准化

  • 开放式标准化网络

  • OSI模型

    • 物链网传会表应

      • 物理层
      • 数据链路层
      • 网络层
      • 传输层
      • 会话层
      • 表示层
      • 应用层

• 4.高速互联智能化

  • 网络计算新时代
  • 以Internet为核心
  • 高速互联的通信子网与资源子网

1.5 因特网

• Internet和internet区别

  • Internet

    • 特指当前全球最大的、开放的、由众多网络相互连接而成的特定计算机网络，它采用 TCP/IP 协议族作为通信的规则。

  • internet

    • 泛指多个计算机网络互联形成的网络

• 因特网发展的三个阶段

  • 1.从单个网络 ARPANET 向互联网发展的过程。

  • 2.三级结构的因特网

    • 主干网
    • 地区网
    • 校园网（企业网）

  • 3.多层次 ISP 结构的因特网

• 分组交换技术

  • 两两交换---->使用交换机交换

    • 按照某种方式动态地分配传输线路的资源

  • 分组交换原理

    • 1.将较长报文划分成若干较短的固定数据段

    • 2.数据段：首部+数据

      • 形成分组（包）

    • 3.分组交换网以“分组”作为数据传输单元

      • 依次把各分组传入接收端

    • 4.接收端收到分组后剥去首部，还原成报文

  • 三种交换比较

    • 电路交换

      • 比特流直达终点

    • 报文交换

      • 以 报文 存储转发

    • 分组交换

      • 以 分组 存储转发

  • 分组交换优缺点

    • 优点

      • 高效

        • 动态分配传输带宽，对通信链路是逐段占用

      • 灵活

        • 以分组为传送单位和查找路由

      • 迅速

        • 不必先建立连接就能向其他主机发送分组

      • 可靠

        • 保证可靠性的网络协议；分布式的路由选择协议使网络有很好的生存性

    • 缺点

      • 分组在各结点存储转发需要排队，这会造成一定的时延
      • 分组必须携带首部，会造成一定开销

1.6 计算机网络分类

• 作用范围

  • PAN

    • 个人局域网

  • LAN

    • 局域网

      • 共享广播的数据交换技术

  • MAN

    • 城域网

  • WAN

    • 广域网

      • 存储转发的数据交换技术

• 网络使用者

  • 公用网
  • 专用网

1.7 计算机网络的性能指标（6）

• 1.速率

  • b/s

• 2.带宽

  • 数字信道所能传送的“最高数据率”
  • b/s

• 3.吞吐量

  • 单位时间通过某个网络的数据量

• 4.时延

  • 发送时延（传输时延）

    • 从发送帧第一个比特算起，到该帧最后一个比特发送完毕的时间

  • 传播时延

    • 电磁波在信道需要传播一定距离而花费的时间

  • 处理时延

  • 排队时延

• 5.时延带宽积

  • 时延带宽积(b) = 传播时延(t)  带宽(b/s)

• 6.利用率

1.8 计算机网络体系结构

• OSI七层协议模型

  • 物理层

    • 比特
    • 传输介质

  • 数据链路层

    • 帧
    • 无差错的数据传送
    • 交换机

  • 网络层

    • 分组或包

    • 路由器

      • 功能

        • 存储
        • 查表
        • 转发

    • 不可靠传输

    • 分组交换，路由选择

  • 传输层

    • 端与端传输

    • 无差错传输

    • TCP/UDP

      • 传输控制协议
      • 用户数据报协议

    • 报文

  • 会话层

    • 不参与具体数据传输
    • 找应用程序

  • 表示层

    • 数据转换
    • 数据压缩
    • 数据加密

  • 应用层

• 五层协议

  • 应用层
  • 传输层
  • 网络层
  • 数据链路层
  • 物理层

• TCP/IP协议

  • 网络接口层
  • 网络层
  • 传输层
  • 应用层

二、物理层

2.1 基本概念

• 例题

• 基础概念

  • 模拟信号VS数字信号

    • 模拟信号：连续
    • 数字信号：离散

  • 数据通信网络模型

    • 源点

    • 发送器

    • 传输系统

    • 接收器

      • 例如：调制解调器

    • 终点

• 各种传输媒质

  • 网线

    • 白橙，橙，白绿，蓝，白蓝，绿，白棕，棕

  • 光纤

    • 单模光纤

      • 中远距离
      • 激光二极管
      • 9/125um
      • 黄色
      • 高

    • 多模光纤

      • 近距离
      • 发光二极管
      • 50/125，62.5/125um
      • 橙色，红色
      • 中

• 频分复用FDM

  • 将传输信道的总带宽划分成若干的子频带（子信道）
  • 用户被分配到某一频带后，将自始至终的占用该频带
  • 同样的时间占用不同的带宽资源
  • 频分复用适合于模拟信号的频分传输，在数据通信系统中，应与调制解调技术相结合使用。
  • 实例：无线电广播，有线电视

• 时分复用TDM

  • 将时间划分成一段段等长的时分复用帧
  • 每一个时分复用在每一个TDM帧中占用固定的时隙
  • 每一个用户占用的时隙周期性变化
  • 时分复用的用户，在不同时间占用相同的频带宽度，适用于数字信号的传输

• 统计时分复用STDM

  • 按需动态分配时隙