计算机网络课堂笔记.docx

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计算机网络课堂笔记

1、数据（Data）：

记录下来的可以被识别的符号,具有稳定性和可表达性，可以是表达客观事物的文字、数字和符号。

特征:

（１）能为人类活及其所识别;

（2）存储；（3）传递;（4）交换；（5）处理

2、信息（iｎfｏrmatｉon）:

是客观事物运动的状态和状态变化的方式。

其所描述的是客观事物的状态变化,而非事物本身。

信息的价值体现在它的差异性上。

消息（newｓ）:

消息是粗略的信息，是信息的载体。

数据是传递信息的载体,信息是数据的解释或结果。

3、信号（signal）：

数据转换为信号发送出去。

信号是数据的电编码或电磁编码。

PC

恢复成数据

信号ﻩ信息

4、信源（source）:

信息的发出端。

　信宿（ｒeceｉｖeｒ）：

信息的接收端。

5、信道（cｈannｅl）：

信源和信宿之间的通信线路。

当线路中只有一路信号时，信道于线路。

当线路有两路或以上信号时，就要用信道来理解。

6、接口（inteｒfaｃｅ）：

程序上下层之间交换数据的逻辑连接处。

7、服务器（seｒｖers）：

用于资源存储、信息管理和响应用户请求的设备。

组建网络的最基本设备——服务器。

（１）文件服务器:

存放各类资源;

（2）打印服务器:

具有排序存储、分别完成任务的功能；（3）通信服务器:

www服务器、emaｉl服务器（对用户的信息管理）、数据库服务器。

8、终端（ｔermｉｎal）:

无存储、运算能力、依赖性强。

　主机（ｈoｓt）：

无硬盘

　　　　优点:

价格便宜、方便、安全

　　客户机（cｌienｔs）

　　工作站（work—statiｏn）

9、对等网络（peeｒ—to—peｅr）:

每一台计算机即使服务器又是客户机。

11、节点（node）：

实现的是数据的转接》

①访问节点：

用于用户之间的连接，实现上网功能。

②转接节点:

用于路径的选择和数据的转发。

12、链路（link）：

两个节点间承载数据流的线路。

　　　　　链路上的最大数据传输量叫做链路量。

　　　物理链路：

真实通信的链路。

　逻辑链路:

在逻辑上作用的链路。

13、本地线路（ｌｏcａlline）：

　用户到访问节点的线路。

1４、通路（pａth）:

从信源到信宿之间一串节点和链路的组合。

15、实体（ｅnｔiｅs）：

通讯双方在完成通讯的过程中,所可能用到的软硬件设施。

16、网络操作系统（NOSnetwｏrkｏｐｅratiｎg　sysｔem）:

（１）对所辖网络的软硬件进行管理；

（2）是网络应用软件运行的平台;

（３）是计算机与网络连接的桥梁。

17、协议（protocoｌｓ）:

通信双方为了实现通信所进行的约定或所作的对话规则。

包括：

语义、语法、时序。

18、模仿连接服务：

模仿电话系统服务。

（1）包括:

建立链接、维持链接、释放链接

（2）优点：

时时通信、通信安全可靠

（3）缺点:

信道利用率低

１９、无连接服务:

模仿邮政系统服务。

优点：

信道利用率高；　　缺点：

通信不安全、缺乏即时性

　第二节　计算机网络的定义

计算机网络是指使用通信线路和网络协议将地理位置上分散的具有独立功能的计算机互联在一起，实现通信、资源共享、协同工作的一种计算机系统。

第三节　　　　概念区别

一、计算机网络与分布式系统:

分布式系统是指资源分布在不同客户机上的系统。

（不需要明确的志向）

1、计算机网络的特点:

围绕服务器展开,共享网络资源,资源存在服务器中，资源相对集中，使用资源时需明确指向。

2、（１）分布式系统的特点:

ａ、资源分布与相关站点，使用软件进行整合；

　　　　　　　　　　b、它对用户是透明的（不可见）；

　　　　　　c、是高级阶段。

（２）优点：

a、当某一处存储设备发生故障时,不会影响整个系统;

　　　ｂ、当数据存储时需要时间短,系统安全可靠性高。

　缺点:

a、系统管理技术相对要高;

　　　b、由于没有专业服务器，系统运行速度比较慢。

二、计算机网络与计算机通信网:

1、计算机网络的资源在专门的服务器上，由网络操作系统进行管理。

侧重于资源的共享,强调整体的协调性。

2、计算机通信网:

资源分布在分布的计算机中,由用户进行管理。

计算机通信网是计算机网络的一个基网，一个发展阶段。

三、计算机网络与计算机中心:

1、计算机网络:

　　　　　　　　Ｃ／Sﻩ资源相对分散，数据管理和

Server

处理下放到个人,用户具有

自主权

PC

PC

2、资源相对分散，数据管理和处理下放到个人，用户具有自主权:

Host

T

T

ﻩT/Ｈ

1、会排序一次性响应请求，分时段来响应用户的请求，便于分工协作，资源管理和数据处理集中，用户权限受制约,会产生相互冲突。

2、无盘网站：

终端没有硬盘,没有存储设备，数据在主机进行运算,并在终端显示。

第二章　通信技术基础

第一节基本概念

1、模拟传输：

在信道中传输的信号是模拟信号，而这些模拟信号可以代表模拟数据或数字数据。

2、数字传输:

在信道中传输的信号是数字信号,而这些数字信号可以代表模拟数据或数字数据。

3、带宽:

（频带宽度）　　单位:

H

A

ﻩＡ0

ﻩ

√2A0

ﻩ

ﻩOfLfHＦ

频带宽数:

B=fH—fL

4、速率（数据的传输率）：

在传输的数据当中每秒钟传输的位数。

（bit/s）

５6K以下为窄带　　　　　56K···１M为宽带（如今为1０M、1００M、10０0M）

5、信道容量:

就是在信道中最大的传输率。

６、在传输过程中被传错的概率。

P＝Nc／Ｎ

　　　　　（是衡量系统可靠性的重要指标）

7、网络延时:

（是网络传输率的重要指标）在网络中发送第一位数据起到最后一位数据被接收所经历的时间。

8、吞吐量:

（衡量计算机网络整体接收和发送数据能力的指标）是网络或信道在单位时间内成功传输的总数据量。

第二节通信基本理论

一、

∞

n=1

∞

n=1

傅里叶变换:

g（ｔ）=１／2C0+∑　　　ansｉn（2nπft）+∑ﻩbnｃoｓ（2nπft）

当n=1时为基波；当n≥2时为谐波。

二、信道容量：

1、Ｎｙquisｔ定理（1924年）：

Ｃ=２Bloｇ２M（B为宽带、M为码元数,即信号的状态数）

　二进制时:

Ｃ=2B（它是在有限带宽,无噪声条件下得到的,单位为bps）

每秒钟接收信号的值:

波特率。

是指单位时间传输的信号值的个数。

2、Shannoｎ定理（香农定理）：

　　　C=Bloｇ（1＋S/N）（S为信号,N为噪声）

例题：

S/N=30ｄb　　３0=１0lgＳ／ＮS/N=1０3

第三节数据的编码技术

1、编码:

是指将数据处理变化成能够在传输介质上传输信号的过程。

一、数字数据编码为模拟信号:

（低频信号的轨迹用“包络”表示）

调制方式:

调幅ＡM调频ＦM调相ＰＭ

解调方式:

检波　　鉴频　　　鉴相

ASK：

　0电平，载波没信号；１电平,输出信号=输入信号

FSＫ：

0电平,输出信号=输入信号;1电平，载波频率加快。

形成疏密波。

ＰSK：

当0—>１或1—>０，波的相位反相

二、模拟数据编码为数字信号:

1、采样模拟信号相对于数字信号保密性好

２、量化

3、编码声音s：

7位编码，128位量化级频信号：

10位编码，1024个量化

三、数字数据编码为数字信号:

1、曼彻斯特编码:

优点：

（1）既作为本地时钟有代表数字信号取值;

（2）当有不断变化的信号时,表示有实际信号在信道中传输;

　（3）可避免直流分量对接点产生电镀或其他损坏;

　　（4）能够使信源或信宿进行定时或同步。

2、曼彻斯特微分编码：

（见0跳变,见1不变）

第四节　　数据通讯方式

一、连接方式:

1、点对点；　2、多点连接;3、集线式（用集线器）；　4、交换式（用交换机）

二、信道的应用方式:

1、单工方式;2、半双工方式；3、全双工方式

三、传输对象:

1、组播方式；2、广播方式；　　3、点对点方式

四、数据的同步方式：

１、位同步：

（１）外同步法:

同步码信源信息标志位（结束符）

（2）自同步法：

自身带有时钟，从所接收的信号中提取同步信号,保证信源、信宿同步。

如：

曼彻斯特编码。

2、自同步:

为每个字加一个同步信号，后面带右边界符。

开销大有：

异步制和同步制。

3、帧同步:

把完整的信号按照一定长度、格式、组成方式分为若干数据帧。

　　　同步帧　数据帧　　　结束符

五、多路复用技术:

是指在一条物理线路中传输多路信号的技术。

（1）提高线路利用率；　（２）提高通信效率。

　不同频率的信号在接收端互不干扰。

1、FDM（FrｅｑｕeｎｃｙDiｖision　Muｌtiｐlexiｎｇ）　频分复用技术：

　每个信号沿各自信道走。

2、TＤMCTiｍe（时分多路复用）:

（1）同步TDM（固定时间TDＭ）;　

（2）异步TＤM（在每片ＴDM都加地址码）

3、ＷDM（Wａｖe　LengｔhDiｖisionMultｉplexing）波分复用

4、码分多址多路复用技术

第六节　数据交换方式

1、电路交换：

是指在信源与信宿间建立线路连接的过程。

建立连接　　　维持连接　断开连接

优点:

（1）可靠性高;（２）传输延时小;（3）实时性好；（4）适合传输大块数据

缺点：

线路利用率低

2、报文交换:

（报文指整个数据块）报头　数据块　报尾（校验信息）

交换过程：

存储、检错、纠错、转发

　优点:

提了传输利用率

缺点：

传输延时大、报文大小的变化給存储报文缓冲区带来很大的麻烦、报文交换容易造成线路拥塞。

3、分组交换：

（重点）数据包（１500个字节）

（1）数据报方式:

各个数据包传输的路径不同，到达信宿点的顺序不确定。

（2）虚电路方式：

各个数据包传输到达新宿的顺序是确定的。

方式：

１、永久虚电路:

线路确定；

　2、交换虚电路：

线路不确定。

　（都是发送前确定路线）

4、快速分组交换：

（1）帧中继：

（能量的补充与转发）具有确定长度和格式的数据包。

（2）异步传输模式（ＡTM）：

ﻩ分成４8字节数据层

数据报　　　　　　53字节

５字节地址码

ﻩCｅll（信元）

特点:

化整为零、见缝插针。

第六节　差错控制与对策

一、检错方案：

　　　　　　　　　0１01１0　　　　　　　

１、奇偶校验法：

通过在后边加一位来进行检错，如:

ﻩ011101ﻩ

２、CＲＣ（循环冗余校验）（重点）

二、差错控制对策:

1、回送法：

有错就反馈，正确无响应,出错时再发送。

2、前向纠错法:

依据信源在帧尾的信息,信宿进行检错纠错。

３、检错并自动反馈重发法（AＲQ）：

信宿收到信源的任何反馈信息，都进行检错。

第三章　　　计算机网络基础知识

第一节通信及网络标准的主要结构

一、电信界的主要机构:

1、AT＆T（美国电话电报公司）

2、ITＵ（国际电信联盟）:

对国际的无线电广播和数据通讯建立标准。

3、ＣCＩTT（电报电话国际咨询委员会）:

对电话电报的技术接口建立技术标准。

前几年与IＴU中的无线电技术标准机构合并,成立了一个电信标准局（TSS），出了很多标准成为ITU—T标准。

曾把世界的各类机构分成五类成员:

A——国家的ＰTT——邮政、电报、电话管理机构

Ｂ——被专门机构成人的成员

C——科学及工业组织机构

D——其他的一些国际组织

E——被ＣＣIＴT所感兴趣的其他领域与组织

二、标准界的主要机构:

1、NＢS　国家标准局

对美国政府、产品生产、交换进行强行执行标准

２、IＥEE国际电气和电子工程师协会

在电子、计算机方面制作标准

3、EIＡ　　美国电子工程师协会

制定的标准通常为推荐标准（ＲＳ标准）

４、ISＯ　国际标准化组织　民间组织　D类组织

为世界相关产品进行标准鉴定ISO9０01/9002

TＣ　IＳＯ的下属技术委员会,有200个，制作的标准为ＴC９7

SＣ　TＣ下设支委员会，把具有相同协议、地位的层成为对等层

第二节计算机网络体系结构

定义:

将计算机网络按功能分层,并规定各层使用的通信协议，把结构化的分层及各层通信协议的总和称为计算机网体系结构。

一、分层原理：

1、独立性强——互不干扰

2、功能简单——易于实现

3、适应性强——某一层内部的变化不影响相邻的层

4、易于实现和维护

二、层次间的关系:

三、1、上层是下层的用户，下层是为上层服务的

2、具有相同功能和遵守相同协议的为对等层

３、层次间相互独立

三、网络体系结构的分类:

1、APPA网络体系结构:

69年，分４层完成

2、ＳNA玩过体系结构:

74年IBＭ公司,分7层完成

3、Neｔwaｒe网络体系结构:

Novelｌ公司,成立于1973年,分4层完成

应用层

运输层

互联层

传输介质层

４、WinｄowｓＮT网络体系结构：

分4层，Microsofｔ公司

会话及以上

数据接口层

传输层

接口层

5、Appletaｌk网络体系结构：

Macintosh　操作系统,分6层

６、ＤEC　NET网络体系结构:

Dｉｇitａl公司，版本名:

ｐhaｓe　v　第五代,分8层

７、ＴCP/IP网络体系结构（传输控制协议／网络协议）：

其在APPA网的基础上提出的，分４层,83年提出的

应用层

传输层

网络层（互联层）

物理层

8、ISO的ＯSＩ/ＲM分7层,83年提出，ＯSI（opｅn　syｓtｅｍ　iｎtｅｒcｏnnectｉon）数据格式转换和语义翻译

Applicatiｏn　lａｙal

应用层

资源层

Persenｔatioｎｌayal

表示层

Ｓｅssion　　layaｌ

会话层

起连接作用

Transpoｒt　layaｌ

传输层

报文分段处理

Network　　ｌayaｌ

网络层

分成数据包加ＩP地址

通讯层

Daｔaｌinｋ　lａyａl

数据链路层

加上MＡC（网卡号）地址，进行数据帧处理

Physｉcallayaｌ

物理层

位处理，靠网卡,变成串排列

进程:

为了完成一项任务，而通过多个程序来完成的过程。

OSI/RM之规定了每一层的功能，但没有确定每一层的协议。

ＯSI/RＭ模型理论知道作用大于其实际应用价值,它对世界上多个不同网络体系结构提供了借鉴和参考，达到相互兼容互联互通。

第三节OSI/RM各层功能介绍

1、物理层：

（1）机械特性：

对DTＥ数据终端设备街头形状进行规定

　　　　对DCT数据电气设备插座的电极和形状进行功能分配

（2）电气特性:

每一个信号位占多长时间

（3）功能特性：

对每一个借口的数据帧

（4）过程特性:

从信源到信宿之间发生什么样的变换

2、数据链路层:

（1）电路管理：

控制信源和信宿何时发收

（2）帧同步：

对数据打包成帧，在数据帧上加上MAC地址和同步信号

（3）流量控制：

根据数据量大小投放数据

（4）差错控制：

以帧为单位，利用ＣRC方式进行检错,采用AＲQ方式纠错

寻址:

以MAC地址寻址

3、网络层：

（在网段寻址，以IP地址寻址）

（1）寻址:

静态路由：

人为设置的路径（小型网络，用户数量小）；

动态路由：

路由器开始是空的

（2）ＩＰ地址是具有记载性的相对的具体地址

（3）根据传输层的要求选择服务质量

（４）向传输层指示未恢复的差错

4、传输层:

（TＣP、UDP）:

（1）提供建立、传输、维护、拆除传输连接的功能

（２）监控服务质量:

回应包

Ａ　　　　　　　B

发送包

（3）实现差错控制和流量控制：

差错控制：

传输层与会话层　　　　流量控制:

传输层与网络层

5、会话层:

（1）提供两个进程之间（传输和应答）建立、维护和结束会话连接功能

（2）提供会话流量控制和交叉会话功能（单工、半双工、全双工）链接

6、表示层：

（1）提供不同信息、格式编码之间的转话

（2）提供数据表示、数据压缩、数据加密功能

７、应用层：

提供用户服务

功能最弱的是会话层,最不成熟、活跃的是应用层。

第四章　计算机局域网（重点）

第一节网络的分类

一、根据网络的覆盖范围分类：

1、局域网（ｌocalａrｅa　netwoｒｋＬAＮ）：

是指具有几米到十几公里的网络,具有资源共享,其他客户隶属于同一个服务器管理，共享服务器的资源。

2、城域网（ｍetropolｉｔaｎaｒeanetwork—ＭＡN）

3、广域网（wide　areａ　nｅtwｏrkＷAＮ）

4、网际网（Iｎtｅrnet）

二、根据信道容量分类：

1、基带网络：

任何时刻只能传输一路信息的网络,如局域网、ＴMD

2、宽带网络：

能同时传输多路信息的网络,如ＦDＭ、ＷＤM

三、按节点关系分类：

（1）文件服务器模式:

保密性好、系统安全,用户向服务器发送请求,服务器端相应请求，文件在用户端加工处理，服务器端负载过重、效率低。

（2）C/S模式（客户机服务器模式）:

用户向服务器发送请求，服务器相应请求,向用户发送的是结果,保密性差,系统安全性低。

B/S模式:

基于浏览器的模式，与服务器进行捆绑模式。

（3）对等网模式:

即使服务器又是客户

（4）分布式模式：

对用户来讲不需关心服务器，云计算、云服务。

四、按网络的用户对象分类：

1、公共网络　　2、专用网络

五、按网络结构分类:

1、总线式（Etｈｅrnet）：

以太介质,以太网。

特点：

（1）实用点线型的拓扑结构

（2）传输速率可达千兆bpｓ

（3）使用基带传输（任何时刻只有一个用户传输）

（4）采用CSMA/CD介质访问方式

2、环型：

采用tｏｋen　ring（令牌机制）——第一个随机,接着是逆时针。

特点：

（1）结构简单,传输延时时间确定

（2）采用令牌传输机制消除了冲突

（3）使用基带传输

（4）采用星型物理拓扑结构，环型逻辑拓扑结构

缺点:

（1）管理比较复杂

（2）中心节点成为网络可靠性的瓶颈

适用于：

（１）负载重的情况　（２）低于位置上用户相对分散的情况

3、FDDI型（光纤分布式数据接口）:

特点：

（1）可靠性高；

（2）跨越范围大（环径可达到100千米，站点和站点距离可达２km）；

（3）其永远不脱离环型模式，采用令牌传送机制。

4、星型结构:

特点:

易于实现组网,便于管理。

缺点：

中心节点是网络可靠性的瓶颈。

5、树型（簇型或二叉树）：

适用于分级分层管理

6、全互联型（网状）:

适合于节点比较多,保密性比较高的情况

7、相切性:

世界所有的通信线缆为50Ω

（1）CSＭA/ＣＤ方式（总线）；　（２）Ｔoken—Pasｓ（环型）

六、按网络传输速率分类：

1、低速网络≤1.5M/bps

2、中速网络1.５Ｍ/bps≤······≤45Ｍ/bpｓ

3、高速网络≥45M/bpｓ

第二节局域网概述

一、基本特点:

1、覆盖的地理范围有限

2、通信速率高

3、可靠性高，误码率低

4、便于安装与维护

5、可采用多种传输介质

6、局域网的侧重点不同（广域网侧重点是共享位置的准确和信息传输安全，局域网侧重资源共享和信息处理）

二、本组成:

1、硬件部分:

服务器、集线器、交换机、ups电源、客户机

2、软件部分：

pc、ｓeｒver、应用软件

3、辅材:

双绞线、RJ４5、ＰVC线槽

三、局域网的关键技术:

1、拓扑结构；2、传输介质；3、介质访问控制方式

四、IEEE8０2标准

第三节　Medｉa　AcｃeｓsControl（介质访问控制方法）

一、总线型局域网（采用曼彻斯特编码方式,任何时刻只能有一路信号，随机访问、共用信道）

1、随机访问与广播技术的发展：

ＡＬOHＡ网络（采用广播方式,随机访问）

2、CSMA技术（caｒriersｅｎｓe　mｕｌｔipleａｃceｓs）——多路访问载波监听,“先听后讲”，载波:

编码以后的电信号

3、Ｅｔherｎｅt网络的产生:

Xｅroｘ公司提出，ｃoｌlｉsioｎ　deｔectioｎ——冲撞检测，“边听边讲”

（课本P１79的两个图期末考试必考）

数据帧最少不得少于64字节,因为发送站在发送数据帧的同时要进行冲突检测。

以太网帧格式：

帧头

帧尾（校验序列，CＲC校验）

前同步吗

帧通信码

目标地址

源地址

长度字段

数据字段

FCＳ

7字节

1字节

6字节

6字节

2字节

Ｎ字节

4字节

数据少于46字节的叫碎片帧。

三、令牌环（tokenring）:

1、A为要发送的数据,A：

freeｂusy

A（数据）ﻩ“０”　　　　“1”

（数据是加在令牌上发出去的，逆时针发送）

ＤﻩC

2、A具有删除数据的权利ﻩ中继——释放

令牌环的数据帧格式:

ＳD

AC

FＣ

DＡ

SA

DＡTＡ

ＦCS

ED

FS

１字节

1字节

1字节

６字节

6字节

0~4500字节

４字节

1字节

１字节

起始帧界符,告诉对方数据来了

ＪＫ0ＪK00０

访问控制

PM|PM|ＰM|T｜Ｍ|PR|PＲ|PR

前三个为优先方式,级别大于它才能使用,倒数三个为优先级预订

ＦFＺZZZZZ

００时,传输管理信息;1１时,传输控制信息

检验序列CRＣ

帧结束定界符

JＫJK１ＩE（差错检验位）

帧状态，接收端复制位

AＣXXAＣＸX

四、令牌总线（tokenｂus）

客户ﻩ

ﻩ总线

第4节　pｒiｍｅdiｓｔｒibutesysｔem——PＰS综合分布式系统

定义:

是指按标准的、一体化的方式，设计和规划建筑物的通讯和控制系统，包括电力系统、电视系统、网络系统。

第五章网络设备

第一节传输介质

传输介质是指连接网络上各个节点的物理通道。

一、同轴电缆：

ＴＤ+

TD—

RD+

X

X

ＲＤ—

X

Ｘ

１

2

3

4

５

６

７

８

ＥIA56８A

白绿

绿

白橙

蓝

白蓝

橙

白棕

棕

ＥIA568B（通用）

白橙

橙

白绿

蓝

白蓝

绿

白棕

棕

二、光纤（fiｂer）:

1、特点:

（1）传输带宽非常宽,传输容量非常大

（２）传输损耗小,中继距离长，适合于长距离通信

（3）抗雷电、抗电磁干扰能力强

（4）保密性好,不容易被窃听或截取数据

（5）体积小、重量轻

（6）误码率低，传输可靠性高

（7）系统稳定性高,使用寿命长

2、基本结构：

光导纤维是一种非常柔软的介质,光导性能良好。

ﻩ护套　　　　

（1）SiO２（超纯度）最好的光纤材料

玻璃包层　　　　　　　　　（２）塑料纤维:

传输损耗大,只是用于短距离

光导纤维

（3）多成分玻璃纤维:

１０　Ｂaｓe—T:

基带传输,10M速率,一对双绞线,半双工

1０Bａｓe—T:

基带传输，100M速率，一对双绞线,半双工

100　Base