计算机网络的概念

不同地理位置的两台或两台以上的独立计算机通过通信设备和传输介质的相互连接，实现资源共享和数据传输等基本任务的称为计算机网络

1969年，美国国防部建立了世界上第一个计算机分组交换网ARPANE

计算机的发展趋势：三网合一，通信网络、计算机网络和有线电视网络通过IP三网合一

IPv4采用32位地址长度，IPv6采用128位地址长度

计算机网络的主要功能，资源共享、数据通信

网络的拓扑结构：星型、总线型、环型、树型、混合型拓扑结构

网络的分类：网络的传输技术（点到点、广播网络）、网络的覆盖范围（LAN、MAN、WAN）、网络的拓扑结构（点和线的关系称为拓扑）

计算机网络的主要性能指标：传输速率、带宽、吞吐量、时延和利用率
计算数据所需时间：发送时延 = 数据长度 / 接口的带宽

数据通信技术

1、香农公式：信道的极限传输速率
C=W*log₂（1+S/N) （bps)
W-信道的带宽（Hz），S-信号的平均功率，N-噪声平均功率，S/N-信噪比（分贝dB）
信噪比dB=10Log10(S/N)
如：信道带宽为3000Hz，信噪比为30dB，求信道最大传输速率？
30＝10Log10(S/N)——> S/N＝1000
Cmax＝W*log₂（1+S/N)＝3000×log₂（1+1000)—>30000bps——>30Kbps

数据传输的方式
串行传输和并行传输
串行传输有三种：单工通信、半双工通信、全双工通信

数据编码技术：不归零编码、归零编码、曼彻斯特编码、差分曼彻斯特编码、4B/5B编码

传输介质：有线传输、无线传输
有线传输：双绞线（屏蔽双绞线、非屏蔽双绞线）、同轴电缆、光缆
无线传输：无线电广播、激光通信、红外线通信

信道复合技术：频分多路复用、时分多路复用、码分多路复用、波分多路复用、空分多路复用

数据交换技术：电路交换、报文交换、分组交换（数据报分组、虚电路分组）

网络体系结构

计算机网络从概念上可以分为：提供信息传输服务的通信子网，提供资源共享服务的资源子网。

计算机网络协议的三要素：语义、语法、时序

OSI参考模型
物理层：中继器
物理接口的4个特征
机械特性：定义接口的尺寸、引脚的数目和排列顺序，固定装置和锁定装置。
电气特性：定义在接口的各条引线上出现的电压范围。
功能特性：定义在接口的各条引线上出现某一电压表示意义。
规程特性：定义对于不同功能的各种可能事件的出现顺序。
数据链路层
常用网桥、交换机来实现数据链路层的功能；
封装数据成帧；
差错检验（用模二除法进行计算）；
常见协议（HDLE/MAC/PPP）；
网络层
常用路由器来实现网络层的设备
功能：选择一条最佳路由
网络层通过逻辑地址寻找模板主机
逻辑寻址：当传输层传递给网络层一个数据包时，网络层就在这个数据包的首部加入控制信息，其中就包含了源节点和目的结点的逻辑地址
路由选择：静态路由算法（算法简单易实现，性能较差）
：动态路由算法（性能好，算法复杂实现开销大）
流量控制
拥塞控制
传输层
差错控制、流量控制
会话层
OS、Application
表示层
编码（ascll）、数据格式转换、数据的加密解密
应用层
Telnet、HTTP

PDU：协议数据单元，OSI模型中，在传输系统的每一层都将建立协议数据单元.

TCP/IP体系结构
网络接口层：以太网、令牌环网、帧中继、ISDN、ATM
网络层：IP协议、ICMP协议、ARP协议、RARP协议
传输层：传输层控制协议TCP、用户数据报协议UDP
应用层：FTP、HTTP、SMTP、Telnent、DNS

TCP的建立和连接
TCP传输协议是面向连接的控制协议，即在数据传输前建立逻辑连接，传输结束后释放连接。这种建立、释放、维护连接的过程就是连接管理。TCP的建立和连接都是通过三次握手协议来实现的

局域网

2、局域网组成
1) 服务器
2) 工作站
3) 网络接口设备
4) 传输介质
CSMA/CD介质访问控制协议的工作过程
首先监听传输介质是否空闲，当空闲时，发送站点信息；如果忙，继续监听，一旦发现空闲，便立即发送；如果在发送过程中发送冲突，立即停止发送信息，转而发送阻塞信号，通知所有站点发生了冲突，退避所有随机时间，重新尝试发送
局域网的工作模式分为：专用服务器、客户机/服务器、浏览器/服务器三种模式
局域网的参考模型和标准：物理层、介质访问控制层MAC、逻辑链路控制层LLC
6、以太网
IEEE802.3 X TYPE-Y Name解释，包括传输速率、信号的传输方式、网段长度
如：10Base-T: 10Base-T中的10代表操作速率为10Mbpss，Base 代表基带传输方式，Ｔ代表双绞线，最大网段长度为100m
7、VLAN
虚拟局域网是一种将同一物理网络逻辑划分为不同的网段的技术，VLAN可以根据功能、部门及应用等因素将各主机组织起来，同一个VLAN中主机之间的通信就好像在同一个物理网络中一样，不同VLAN中的主机不能直接通信。

网络互联

网络互连设备：物理层（集线器，中继器）；数据链路层（网桥，交换机）；网络层（路由器，三层交换机）；网关（作用于4-7层）
集线器（Hub）与交换机（switch）的异同点
以太网的集线器和交换机都是传输的枢纽。Hub 是将信号收集放大后传输给所有其它端口，即传输线路是共享的。而交换机能够选择目标端口，在很大程度上减少冲突(Collision)的发生，为通信双方提供了一条独占的线路。
路由选择：按照能否自动随网络拓扑的改变调整路由表，将路由选择算法分为两类：静态路由和动态路由。
广域网技术：公共交换电话网络PSTN，综合业务数字网ISDN，分组交换网（X.25协议），数字数据网DDN，帧中继FR，异步传输模式ATM

六、Internet应用
1、IP地址：A、B、C三类
A 0 网络ID 主机ID
B 10 网络ID 主机ID
C 110 网络ID 主机ID
2、子网划分
3、DNS域名服务
DNS是进行域名和与之相对应的IP地址转换的服务器。
4、FTP文件传输服务
文件传输服务（ FTP ）”命令系统进行计算机之间的文件传输，使用 FTP 几乎可以传送任何类型的多媒体文件，FTP服务是由TCP/IP的文件传输协议支持的，是一种实时的联机服务。