目录
一，计算机网络概念
- 计算机网络是指自主计算机的互连集合
- 自主计算机：指分布在不同地理位置的多台独立的主机
- 互联：指使用通信介质和网络设备将计算机互相连接起来，遵循共同的网络协议，实现通信
- 计算机网络是网络硬件和网络协议的统一体
二，网络交换技术
电路交换，报文交换，分组交换
电路交换：面相连接的
电路交换的特点：
- 面向连接的特性
- 通信资源的独占性
电路交换不适合计算机网络通信
- 突发性通信
- 灵活性
报文交换： 基于存储转发原理
?报文交换的优点：
- 报文交换不需要事先建立连接，可以直接发送数据，比较灵活
- 每个报文分段占用线路
报文交换的缺点：
- ?时延要比电路交换大
- 要完整地接受传来的整个报文，因此要求交换机有较大缓冲区
分组交换：把较长的报文划分成较短的“分组”，以“分组”为数据传输单元。
分组交换的特点
- 分组分段地占用通信链路，通信资源利用率高
- 每个分组独立传输，灵活性好，网络适应能力强
- 分组交换适合计算机网络?
网络拓扑结构
星型，环形，总线型，树形，网型
??????
?
?
?
三，数据通信技术与基础
信息，数据，信号
- 信息发送前要编码成数据，数据要用信号表示才能发送到对方。
- 对放从信号中还原出数据，进而得到信息。
?信号
- 模拟信号是连续的，取遍某个区间内的所有值。
- 数字信号是离散的，只包含几个值，如0，1。
?信号编码方式：数据--->信号
数据传输方式
- 并行传输，串行传输
- 串行传输分为（单工，半双工，全双工）
四，网络体系结构
- 相互通信的两个计算机设备必须高度协调工作才行，而这种“协调”是相当复杂的
- “分层”可将庞大复杂的问题，转化为若干较小的局部问题，而这些较小的局部问题就比较易于研究和处理
- 计算机网络的体系结构是计算机网络的各层及其协议的集合
OSI参考模型——分层原则
- 网络中结点都具有相同的层次
- 不同节点的同等层具有相同的功能
- 同意节点内相邻层之间通过接口通信
- 每层可以使用下层提供的服务，并向上层提供服务
- 不同节点的对等层通过协议来实现对等层次之间的通信
- ?物理层：利用传输介质实现比特序列的传输
- 数据链路层：采用差错控制与流量控制方法，使得有差错控制的物理线路变成无差错控制的数据链路
- 网络层：实现路由选择，分组转发与拥塞控制等功能，为“分组”传输选择“最佳”的路由
- 运输层：向高层用户提供可靠的“端-端”通信服务，向高层屏蔽下层数据通信的具体细节
- 会话层：维护连个通信计算机之间的进程通信，管理数据交换
- 表示层：处理两个通信的计算机系统的数据表示方式，完成数据的格式变换，加密与解密，压缩与恢复
- 应用层：为应用软件提供多种网络服务，例如万维网，文件传输，电子邮件与其他服务等
?
TCP/IP协议栈
五， 局域网的概念
- 根据网络规模分类
- 广域网：覆盖范围大，传输距离远，传输率低，误码率高
- 城域网：范围介于局域网和广域网之间，几公里到几十公里
- 局域网：居于区域范围内的计算机网络 范围：几米至几公里，一个相邻的建筑物内 特点：覆盖范围小，传输率高，误码率低 应用：多用于单位内部网络建设
- 局域网是一种通信网络，只涉及的OSI模型中的数据链路层和物理层，不涉及高层的内容
- IEEE的802委员会将局域网分为两个子层：
- MAC子层：与接入到传输媒体有关的内容放在MAC子层。主要用来解决多个节点如何使用共享介质的问题
- LLC子层：与媒介接入无关的部分都集中在LLC。其主要功能是数据链路的建立和释放，LLC帧的封装和拆卸，差错控制，提供与高层的接口等
?物理地址
- 在局域网中，硬件地址又称为物理地址，或MAC地址，是在数据链路层使用的地址。MAC地址共48比特，6字节。前三个字节代表的是生产场上的编号，后三个字节代表的是网卡的编号
- MAC地址通常表示为12个16进制数，每两个16进制数之间用冒号隔开，08：00：20：0A:8C:6D就是一个MAC地址
?物理地址的使用
- 数据链路层中数据都是以数据帧为单位进行传输的。封装成帧就是在一段数据的前后分别添加首部和尾部，然后就构成了一个帧，确定了帧的界限
- 数据帧首部中的源地址和目的地址就是用MAC地址来表示的
发送数据帧的时候，帧首部写入目的主机的MAC地址
收到数据帧后，首先检查帧首部的目的MAC地址，如果是发给自己的，就接受数据帧，否则就丢弃
- ?目前局域网采用的最通用的通信协议标准是以太网技术
- 最初的以太网是一个总线型的网络，任何一个主机发出的信号，都能被网络中其他所有的主机收到
- 以太网需要解决的问题
- ? ? ? ? ? ? 寻址问题：如何在广播式的网络完成一对一通信（MAC地址）
- ? ? ? ? ? ? 冲突问题：两台主机同时使用网络发生冲突（CSMA/CD协议）
CSMA/CD协议
- 以太网使用载波监听多路访问/冲突检测协议（CSMA/CD）来解决总线使用权的问题，处理网络中产生的冲突问题
- 多问访问：网络中的每个结点都能访问总线，通过总线发送数据
- 载波监听：在发送数据前，节点需要先“听”一下总线上是否有数据信号。如果检测到有数据信号，节点便等待直到总线空闲。如果“听”到总线没有数据信号，那么结点就将数据帧发送出去
- 冲突检测：在发送数据帧的同时，还需要继续监听总线，检测是否发生了冲突。如果检测到了冲突，就马上停止发送数据。等待一个随机的时间后，再次重发
- 为什么需要“冲突检测”
- 当某个站监听到总线是空闲的时候，也可能总线并非真正的空闲
- A向B发出的信息，要经过一定的时间后才能传送到B
- B若在A发送的信息到达B之前发送自己的帧（因为这是B的载波监听检测不到A所发送的信息），则必然要在某个时间和A发送的帧发生碰撞
?
- ?冲突带来的问题
- 碰撞的结果是两个帧都变得无用（冲突使得信号相互叠加，使得原来的信号被破坏），而且这些无用的数据浪费了网络资源
- 节点在检测到冲突的时候，马上就停止数据发送。但是之前已经发出的数据还是会被接收方收到，而且是不完整的数据。所以接收方需要知道是否曾经发生冲突，收到的数据是否完整
- ?争用期（解决不完整数据问题）
- 从开始发送数据，到检测到冲突，这段时间是不确定的，他的最大值称为争用期。如果在征用期内没有检测到冲突，以后也不会有冲突产生
- 在以太网中，争用期=2倍总线长度/信号的传播速度
- 最短帧长（解决不完整数据问题）
- 以太网取51.2μs为争用期的长度，对于10Mb/s以太网，在争用期内可发送512bit,即64字节，以太网在发送数据时，若前64字节没有发生冲突，则后续的数据就不会发生冲突。（10Mb/s*51.2μs=512bit）
- 以太网规定了最短有效帧长为64字节，凡长度小于64字节的帧都是由于冲突而异常终止的无效帧
广域网的概念
相距较远的局域网通过路由器与广域网相连组成了一个覆盖范围很广的互联网
?
?ppp协议
- 点对点协议（Point-to-Point Protocol,ppp）是因特网上广泛使用的数据链路层协议，用于点对点的链路
- ppp设计的主要目的是用来通过拨号或专线方式建立点对点连接发送数据。用户使用拨号电话线接入因特网时，一般是使用PPP协议（PPPOE）
六，交换机
交换机工作原理
- 交换机是工作在OSI数据链路层的设备。它的主要功能是MAV地址学习，通信过滤（数据帧单点转发），避免回路功能
- 在每个交换机内部都维护有一张表，这个表记录了交换机上每个端口所连接主机的MAC地址信息
- 交换机收到一个数据帧后，能够识别出这个帧的结构，根据帧的目的地址，将这个帧转发到对应的某个端口上去，而不是播到其他所有的端口
- ?交换机具有MAC地址学习功能。交换机就是通过识别数据帧的源MAC地址，学习到MAC地址和源端口的对应关系的。
七，路由器
- 路由器是工作在OSI参考模型的第三层——网络层，具有网络层功能，他连接不同的网络，在网络之间转发IP数据报
- 路由器具有多个输入端口和多个输出端口。其任务是转发IP数据报（分组）。将路由器某个输入端口接收到的分组，按照目的地，从路由器的某个输出端口转发给下一跳路由器。
路由器工作原理
?路由表
- 主机和路由器根据IP数据报的目的IP地址，通过查找路由表确定下一站
- ?路由表中记录了从如何到达其他网络的信息
- 每条路由表项主要由三部分组成：目的网络，子网掩码和下一站
?八，VLAN基础知识
? ?vlan:虚拟局域网
- vlan是划分出来单得逻辑网络，是第二层网络
- vlan端口不受物理地址的限制
- vlan隔离广播域
?IP地址结构
- IP地址采用了层次结构的表达方式
- 每个IP地址分为两个部分：网络号和主机号
- 网络号代表主机或路由器所处的物理网络
- 主机号代表在所处物理网络中的编号
- 在相同的一个网络段中，所有IP地址的网络号都相同，但所有IP地址的主机号必须不同
?IP地址分类
?
A类私有地址 10.0.0.0——10.255.255.255
B类私有地址172.16.0.0——172.31.255.255
C类私有地址192.168.0.0——192.168.255.255?
?九，Internet概念
- Internet又称互联网，采用TCP/IP协议，将不同类型，不同规模，不同地理位置的物理网络联接成一个整体的全球性的计算机网络
- Internet应用
- 万维网通信：万维网（World Wide Web）又称www。是无数个网络站点和网页的集合，是由超级链接构成的信息网络
- ?站点：连接到网络的终端设备，如PC，服务器
- 网页：及万维网文档，包含文本信息，图形，图像，声音，动画等
- 使用同一资源定位符（URL）来标识万维网上的“网页”
- 使用超文本标记语言（HTML）来编写“网页”，其文件扩展名通常是*.html或*.htm等（超文本文档）
- 超链接：超链接是指从一个网页指向另一个网页（可以理解为是一个指针）
- 网页传输：web浏览器与web服务器之间，使用超文本传输协议（HTTP）进行传输，实现超链接
- ?超文本传输协议（HTTP）是专门用于在Web浏览器和Web服务器之间传输超文本的，Web浏览器浏览网页时，要向Web服务器发出访问请求，Web服务器响应浏览器提交的访问请求后，向客户端传送网页信息
- 请求报文——从客户向服务器发送请求报文，通过URL指明所需文档的名字和位置
- 应答报文——从服务器到客户端的应答报文，里面包含服务器的应答和浏览器所需的文档
- 持续连接——万维网服务器在发送响应后仍然在一段时间内保持这条链接，是同一个客户（浏览器）和该服务器可以继续在这条连接上传送后续的HTTP请求报文和应答报文（HTTP/1.1协议）
电子邮件
文件传输
即时通信
电子商务
信息查询
远程登陆
十，服务器
- 服务器（Server）是指在网络中提供各种服务的计算机，承担网络中的数据存储，转发，发布任务，是网络中心的基础和核心
- 硬件方面:相对于普通pc机而言，服务器在稳定性，安全性，性能等方面都要求更高
- 软件方面：服务器一定是要运行一个能够管理资源并能够为多个用户提供服务的操作系统，即服务器操作系统，如Windows 2008 Server,UNIX,linux等
十一，常见网络服务
- WWW服务
- DNS服务
- FTP服务：FTP是最常用的网络协议之一，主要功能就是进行文件传输
ftp提供交互式的访问，允许客户指明文件类型与格式，并允许文件具有存取权限
ftp是基于client/server模式，客户端用户可以通过网络连接到ftp服务器，根据用户自己的权限进行上传或下载文件
?
- 电子邮件服务：电子邮件把邮件发送到收件人使用的邮件服务器，并放在其中的收件人邮箱中（发送邮件的协议：SMTP）
收件人可随时上网到自己使用的邮件服务器进行读取
（读取邮件协议：POP3和IMAP）
- DHCP服务
