《计算机网络》简要学习笔记:未完自用
前言?
写在前面:2021/8/6
csdn参考:思维的导图以及总路线
第一章 计算机网络概述
1.1计算机网络的概念
参考:1.1.1计算机网络的概念、组成、功能和分类
计算机网络的定义:
- (独立计算机 通信线路连接 实现资源共享)
- 一般认为,计算机网络是一个将分散的(地理位置不同的)、具有独立功能的计算机系统,通过通信设备(路由等)与线路(光纤等)连接起来,由功能完善的软件实现资源共享和信息传递的系统。
- 计算机网络是一些互联的、自治的计算机系统的集合
计算机网络的组成:
1)从组成部分看:由硬件、软件和协议
2)从工作方式上看:由边缘部分和核心部分
3)从功能上看:由资源子网和通信子网组成
计算机网络的类型:
1)按拓扑分类:总线结构、星型结构、环形结构、网状结构、树形结构
2)按范围分类:个人区域网PAN / 局域网LAN / 域域网MAN / 广域网 WAN
3)按传输介质分类:有线网 / 无线网
计算机网络的功能: 1)数据通信 2)资源共享 3)分布式处理 4)提高可靠性 5)负载均衡
1.2计算机网络的体系结构
参考:1.2.2 OSI参考模型(应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层、物理层)
参考:1.2.3 TCP/PI参考模型(应用层、传输层、网际层、网络接口层)、五层参考模型(应用层、传输层、网络层、数据链路层、物理层)、OSI与TCP/IP参考模型比较
1.2.1 传输方式
1)传输方向:单工 、半双工 、全双工
2)传输方式(对象):单播 、多播、广播
1.2.2 数据交换
1)电路交换
2)报文交换
3)分组交换
4)三种方式比较
1.2.3 通信协议和体系结构
1)网络协议三要素:语法 语义 时序
2)OSI参考模型(后章节细讲)
从低到高:
物理层->数据链路层->网络层->传输层->会话层->表示层->应用层
3)TCP/IP参考模型(后章节细讲)
从低到高:
网络接口层->网际层->传输层->应用层
第二章 物理层
2.1 物理层的基本概念
2.1.1 四大特性
(1)机械特性
(2)电气特性
(3)功能特性
(4)过程特性
2.1.2 两种信号:数字信号、模拟信号
2.1.3 调制和编码
调制:将任意信号转化为模拟信号
编码:将任意信号转化为数字信号编码步骤:采样、量化、编码
2.1.4 传输介质
(1)双绞线:屏蔽双绞线STP、非屏蔽双绞线UTP
制定标准:
(2)光纤:单模、多模
损耗小、抗雷电、电磁干扰性好、保密性好、体积小重量轻
(3)同轴电缆
(4)无线
2.1.5 三大部分:源系统、传输系统、目的系统
2.2 物理层的基本通信技术
2.2.1 四种信息复用技术
复用技术:将多种不同信号在同一个信道上传输
(1)频分复用
频分多路复用(Frequency-division multiplexing,FDM),是指载波带宽被划分为多种不同频带的子信道,每个子信道可以并行传送一路信号的一种多路复用技术。
(2)时分复用
(3)波分复用
(4)码分复用
2.2.2 数据传输方式
(1)按同时间传输数量分类:串行、并行
(2)按数据报文双方行为分类:同步、异步
(3)按传输信号分类:基带、频带
第三章 数据链路层
3.1 数据链路层的基本概论
3.1.1 数据链路层概念
数据链路层是在物理层和网络层之间的协议,提供相邻结点的可靠数据传输
//为相邻节点提供可靠数据传输//
3.1.2 帧的概念
(1)数据链路层的协议数据单元(数据链路层的单位)
(2)组成: 帧头(源MAC地址、目的MAC地址、类型)、数据、帧尾
3.1.3 MAC & LLC
MAC:介质控制访问 对接物理层(下层)
LLC: 逻辑控制访问 对接网络层(上层)
3.1.4 两种传输方式
(1)单播(2)广播
3.1.5 三个基本问题(过程)
(1)封装成帧:
(2)透明传输:
(3)差错检测
3.1.6 以太网中的设备
(1)集线器:
(2)网桥: 两个端口的交换机(3)交换机:
3.2 数据链路层的基本概念
3.2.1 冲突域和广播域
(1)冲突域: 交换机的每一个端口都是冲突域;冲突域只能发生在一个网段
(2)广播域: 交换机的所有端口都在一个广播域;广播域在一个或多个网段内发生
3.2.2 虚拟局域网VLAN
(1)概念: 将一个物理局域网划分成为多个虚拟局域网
(2)优点:
1.划分广播域 (减少垃圾数据)
2.增强局域网的安全性
3.提高健壮性
4.灵活构建工作组
(3)划分方式:基于端口(Acess、truck)、基于子网、基于MAC地址、基于协议、基于匹配策略
3.2.3 CSMA/CD
(1)CSMA/CD:载波侦听多路访问/冲突检测针对广播型信道的一种防冲突的技术
(2)四大要点:1.先听再发(听:指监听)
2.边听边发
3.冲突停止
4.延迟后发
3.2.4 PPP (封装数据帧)
(1)概念: 点到点协议(Point to Point Protocol,PPP)是为在同等单元之间传输数据包这样的简单链路设计的链路层协议。 这种链路提供全双工操作,并按照顺序传递数据包。设计目的主要是用来通过拨号或专线方式建立点对点连接发送数据,使其成为各种主机、网桥和路由器之间简单连接的一种共通的解决方案。
(2)三个组成部分:
(3)帧格式:
3.2.5 CRC(循环冗余校验)
(1)CRC:
(2)奇偶校验码:
第四章 网络层
4.1网络层的作用
提供点到点的服务:(分组)
实现两个端系统之间的数据透明传送,具体功能包括寻址和路由选择、连接的建立、保持和终止等。
提提供的服务使传输层不需要了解网络中的数据传输和交换技术。
4.2网际层协议IP
4.2.1 ARP地址解析协议
根据IP地址获取物理地址
RARP(反地址解析协议)
4.2.2 ICMP网际控制报文协议
4.2.3 IGMP网际组管理协议
4.3 IP地址
4.4 子网划分
4.5 网络层的路由
4.5.1路由
网络层最主要的:
routing路由 是指分组从员到目的地时,决定端到端路径的网络范围的进程。
路由是指导报文转发的路径信息,通过路由可以确认转发IP报文的路径。
路由器:网络层的基本设备
----------- 数据转发、一个端口代表一个网段,路由器中存放着通往各个网段的表格:路由表
路由表(路由择域信息库): 是一个存储在路由器或者联网计算机中的电子表格(文件)或类数据库。存储着指向特定网络地址的路径。
网关(网间连接器/协议转换器): “门”
用于两个高层协议不同的网络互连,网关既可以用于广域网互联,也可用于局域网互联。
路由的获取方式:
1.直连路由
2.静态路由
3.动态路由
路由的配置方式:
1.静态路由:管理员手工配置,方便,对系统要求低,适用于拓扑结构简单稳定的小型网络。
1.1缺省路由(特殊的静态路由):报文中找不到匹配的具体表,采用的默认。
2.动态路由:通过协议实现不同网段的路由互通。
-----------------协议有自己的路由算法,能自适应网络拓扑的变化,适用于有一定数量的三层设备的网络。
动态路由协议:
1.RIP(路由信息协议):基于矢量、适用于中小规模的网络拓扑、最大跳数15
2.OSPF(开放式最短路径优先):基于链路、SPF算法(计算最短路径)、树形协议、天生防止环结构
3.BGP:自治系统间的路由协议。
4.IS-IS:内部网关协议。
------------中间系统到中间系统,与OSPF类似、基于路由 路划分区域(而OSPF利用接口划分)
RIP和OSPF区别:
前者:基于矢量、适用于中小型网络、不支持可变长度子网掩码(VLSM)、不防环、收敛速度慢
后者:基于链路、适用于较大规模网络、支持可变长度子网掩码(VLSM)、防环、收敛速度更快
第五章 传输层
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