计算机网络物理层总结要点
计算机网络基础知识点总结
计算机网络基础知识点总结一、计算机网络概念和发展历史1.计算机网络的定义和分类2.计算机网络的发展历史3.计算机网络的体系结构和功能二、数据通信基础知识1.数据通信的概念和基本概念2.数据通信的基本过程3.数据通信中的信道和调制4.数据传输的可靠性和效率三、物理层1.物理层的功能和特点2.传输媒介和编码技术3.数据传输率和基带调制4.信道复用和调制解调器四、数据链路层1.数据链路层的功能和特点2.帧的概念和帧的组成3.差错控制和流量控制4.MAC地址和以太网五、网络层1.网络层的功能和特点2.网络层的路由和转发3.数据报和虚电路4.IPv4和IPv6的基本概念六、传输层1.传输层的功能和特点2.传输层的协议和服务3.TCP和UDP的特点和区别4.TCP的可靠传输和流量控制七、应用层1.应用层的功能和特点2.常见的应用层协议和服务3.DNS、HTTP和FTP的工作原理4.电子邮件和远程登录的基本概念八、网络安全和管理1.网络安全的基本概念和威胁2.防火墙和入侵检测系统3.网络管理的基本概念和方法4.网络性能监测和故障排除九、无线和移动网络1.无线和移动网络的基本概念2.蜂窝网络和无线局域网3.无线传感器网络和物联网4. 移动IP和移动Ad Hoc网络以上是计算机网络基础知识点的一个总结，涵盖了计算机网络的基本概念、各层协议和技术、网络安全和管理以及无线和移动网络等方面。
了解这些知识点对于理解计算机网络的工作原理和应用具有重要的意义。
在实际应用中，可以根据具体需求深入学习相关知识点，以便更好地应用和管理计算机网络。
计算机网络知识点总结归纳整理
计算机网络知识点总结归纳整理近几十年来，计算机网络已经成为了现代社会不可或缺的一部分。
它不仅连接了各种设备，也连接了人与人之间的交流。
在这个信息爆炸的时代，掌握计算机网络知识变得越发重要。
本文将从物理层到应用层，对一些重要的计算机网络知识点进行总结归纳，为读者提供一份全面的参考。
一、物理层物理层是计算机网络的基础，它负责将比特流转换为物理信号进行传输。
在这一层中，主要包括以下几个重要的知识点。
1. 串行传输与并行传输串行传输是一种逐位地将数据进行传输的方式，而并行传输则是同时传输多个比特。
串行传输相对简单，但传输速度较慢，而并行传输则可以大幅度提升传输速度。
2. 编码方式常见的编码方式有非归零编码、曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码等。
通过采用不同的编码方式，可以消除传输过程中的噪声并提高数据的可靠性。
3. 介质传输介质分为有线介质和无线介质两种。
有线介质主要包括双绞线、同轴电缆和光纤等，而无线介质则包括无线电波和红外线等。
二、数据链路层数据链路层通过帧来划分数据并进行差错检测和纠错，确保数据在物理层的传输过程中的可靠性。
以下是数据链路层的几个重要知识点。
1. 帧的结构帧由帧起始标志、帧头、数据和错误检测码等组成。
帧起始标志和帧尾标记了帧的开始和结束，帧头包含了地址信息和控制信息。
2. MAC地址MAC地址是一个全球唯一的标识符，用于标识设备的网络接口。
每个以太网设备都有一个唯一的MAC地址，以方便数据链路层将数据传递到正确的目标设备。
3. 链路控制链路控制通过流量控制和差错控制来保证数据的可靠传输。
流量控制用于调节发送方和接收方之间的传输速率，而差错控制则通过校验和和确认应答等机制来检测和纠正传输过程中的错误。
三、网络层网络层负责将数据从源主机传输到目标主机，它通过路由选择算法来确定传输的路径。
以下是网络层的几个重要知识点。
1. IP协议IP协议是一种分组交换的协议，它通过将数据分成较小的数据包来实现传输。
《计算机网络（第7版）谢希仁著》第二章物理层要点及习题总结
《计算机⽹络（第7版）谢希仁著》第⼆章物理层要点及习题总结1.物理层基本概念：物理层考虑的是怎样才能再连接各种计算机的传输媒体上传输数据⽐特流，⽽不是指具体的传输媒体2.物理层特性：机械特性，电⽓特性，功能特性，过程特性3.数据通信系统：分为源系统（发送端）、传输系统（传输⽹络）、⽬的系统（接收端）三⼤部分，通信的⽬的是传送消息，数据是运送消息的实体，信号则是数据的电⽓或电磁的表现，通信系统必备的三⼤要素：信源，信道，信宿4.信号： （1）模拟信号（连续信号） 代表消息的参数的取值是连续的，连续变化的信号，⽤户家中的调制解调器到电话端局之间的⽤户线上传送的就是模拟信号。
（2）数字信号（离散信号），代表消息的参数的取值是离散的。
⽤户家中的计算机到调制解调器之间，或在电话⽹中继线上传送的就是数字信号。
在使⽤时间域（或简称为时域）的波形表⽰数字信号时，代表不同离散数值的基本波形就称为码元。
在使⽤⼆进制编码时，只有两种不同的码元，⼀种代表0状态⽽另⼀种代表1状态。
（1码元可以携带的信息量不是固定的，⽽是由调制⽅式和编码⽅式决定的，1码元可以携带n bit的信息量，可以通过进制转换和多级电平）5.信道 （1）基本概念：信道⼀般⽤来表⽰向某⼀个⽅向传送信息的媒体，⼀条通信电路往往包含⼀条发送信道和⼀条接收信道。
（2）通信双⽅的交互⽅式： ①单⼯通信（单向通信）：即只能有⼀个⽅向的通信⽽没有反⽅向的交互，例如：⽆线电⼴播，有线电⼴播 ②半双⼯通信（双向交替通信）：即通信的双⽅都可以发送信息，但不能双⽅同时发送（当然也就不能同时接收）。
这种通信⽅式是⼀⽅发送另⼀⽅接收，过⼀段时间后可以再反过来。
例如：对讲机 ③全双⼯通信（双向同时通信）：即通信的双⽅可以同时发送和接收信息。
例如：打电话 （3）调制和解调 原因：信源的信号常称为基带信号（即基本频带信号）。
像计算机输出的代表各种⽂字或图像⽂件的数据信号都属于基带信号。
物理层详解
物理层详解物理层是计算机网络领域中的一个重要概念，它是网络协议中的第一层，主要功能是将数据转换成物理信号进行传输。
本文将详细介绍物理层的定义、功能和组成部分。
一、物理层的定义：物理层是网络协议的第一层，主要负责透明地传输原始数据。
在物理层中，数据被转换成特定的电信号，在网络媒介上传输。
它定义了数据传输的物理规范，包括传输介质、数据编码、数据传输速率等。
二、物理层的功能：1.数据的编码和解码：物理层负责将数字数据转换为模拟信号进行传输，并将接收到的模拟信号转换为数字数据进行解码。
为此，物理层需要定义数据的编码方式，例如常见的8B/10B编码、曼彻斯特编码等。
2.数据的传输：物理层负责将编码过的数据按照预定的方式传输。
它需要定义传输介质的类型和特性，例如有线传输、无线传输和光纤传输等。
传输速率是物理层的另一个重要特性，它决定了数据传输的速度。
3.传输媒介的管理：物理层需要定义传输媒介的类型、长度、宽度等，以便正确地传输数据。
它还负责检测传输媒介上的错误和干扰，并进行纠正或重传。
三、物理层的组成部分：物理层包括以下组成部分：1.传输介质：物理层使用不同类型的传输介质，例如双绞线、同轴电缆、光纤等。
每种介质都有其特定的传输特性和使用限制。
2.传输速率：物理层定义了数据传输的速率，通常以bps（比特每秒）为单位，例如10M bps、100M bps和1G bps等。
3.信号编码：物理层使用不同类型的编码方式将数字数据转换为模拟信号进行传输。
编码方式取决于传输介质的特性和信号需求。
4.传输媒介的处理：物理层需要对传输介质进行预处理，例如放大、整形、调整等，以保证数据在传输过程中的稳定性和正确性。
综上所述，物理层是网络协议中最基本的层次之一。
它负责将原始数据转换为物理信号进行传输，为更高层次的网络协议提供底层的传输支持。
一个高效、可靠的物理层是实现网络快速、稳定传输的关键。
计算机网络知识点总结
计算机网络知识点总结计算机网络是现代信息技术的基础，它连接了全球各个角落的计算机和设备，使得信息的传递变得更加快捷和方便。
在学习计算机网络的过程中，我们会接触到许多重要的知识点，下面我将对一些常见的知识点进行总结。
一、计算机网络的基本概念1. 计算机网络的定义和分类：计算机网络是指将地理位置不同的计算机和设备通过通信线路连接起来，以实现信息的交换和共享。
根据规模和范围的不同，计算机网络可以分为局域网（LAN）、城域网（MAN）、广域网（WAN）等。
2. OSI参考模型：OSI参考模型是计算机网络通信的标准模型，它将通信协议划分为七个层次，分别是物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。
每个层次都承担着不同的功能和任务，各层之间通过接口进行通信。
3. TCP/IP协议族：TCP/IP协议族是计算机网络通信的基本协议，它由多个协议组成，包括IP协议、TCP协议、UDP协议等。
TCP/IP协议族是互联网的核心协议，它定义了数据的传输方式和规则，提供了可靠的数据传输。
二、物理层1. 传输介质：计算机网络中传输数据的介质主要有双绞线、同轴电缆、光纤等。
不同的传输介质有不同的特点和适用范围，可以通过调制解调器、网卡等设备将数字信号转换为模拟信号进行传输。
2. 数据编码和调制：为了在传输介质上传输数据，需要对数据进行编码和调制处理。
常见的编码方式有ASCII码、GB2312码、Unicode码等，常见的调制方式有ASK调制、FSK调制、PSK调制等。
三、数据链路层1. MAC地址：MAC地址是网卡的唯一标识符，用于在局域网中标识不同的计算机和设备。
它是由6个字节构成的十六进制数，前3个字节是厂商编号，后3个字节是设备编号。
2. 媒体访问控制：在共享介质的局域网中，多个计算机和设备可能同时访问介质，为了保证数据的传输顺序和完整性，需要通过媒体访问控制（MAC）协议进行调度和管理。
常见的MAC协议有CSMA/CD协议和CSMA/CA协议。
网络体系结构知识点总结
网络体系结构知识点总结网络体系结构是指互联网的整体结构和组成。
它涉及到了网络的物理结构、传输协议、网络层次、路由算法、寻址和编址、网络安全等多个方面。
下面是对网络体系结构的主要知识点的总结。
1.物理结构：物理结构是指网络中的硬件设备组成。
主要包括主机，交换机，路由器，网桥等。
主机是指连接到网络的最终设备，交换机用于局域网内的数据传输，路由器用于互联网中的数据传输，网桥用于连接不同局域网之间的数据传输。
2.传输协议：传输协议是指网络中的数据传输规则。
常见的传输协议有TCP/IP协议和UDP协议。
TCP/IP协议是一种可靠的、面向连接的传输协议，它保证了数据的完整性和正确性。
UDP协议是一种简单的、面向无连接的传输协议，它提供了较低的延迟和较高的吞吐量。
3.网络层次：网络层次是指互联网中的分层架构。
常见的网络层次模型有OSI模型和TCP/IP模型。
OSI模型是由国际标准化组织提出的模型，它将网络分为七个层次，分别是物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。
TCP/IP模型是互联网最重要的模型，它将网络分为四个层次，分别是网络接口层、网络层、传输层和应用层。
4.路由算法：路由算法是指在网络中选择最佳路径进行数据传输的算法。
常见的路由算法有静态路由和动态路由。
静态路由是预先设置好的路由路径，不会根据网络状况动态调整路径。
动态路由是根据网络状况实时调整路径，常见的动态路由协议有RIP协议、OSPF协议和BGP协议等。
5.寻址和编址：寻址和编址是指网络中对主机和网络进行编号的过程。
IP地址是网络中主机的唯一标识，它由32位二进制数组成，分为网络地址和主机地址两部分。
IPv4是目前广泛使用的IP地址版本，它基于32位地址空间，但由于地址需求过大，逐渐被IPv6取代。
6.网络安全：网络安全是指保护网络中的信息不受非法获取、损坏或篡改的技术和措施。
网络安全包括防火墙、入侵检测和防御系统、加密和认证技术、访问控制等多个方面。
计算机网络原理——物理层
105 106 双绞线 调幅 海事 无线电 无线电
107 同轴电缆
108
109
1010 卫星
1011 1012
1013
1014
1015 光纤
1016
地面微波
调频 移动 无线电 无线电 电视 HF VHF UHF SHF EHF THF
波段
LF
MF
地表 对流层 电离层 空间及视线
空间
26
物理层
微波通信
允许发送 振铃指示
物理层
TD DTR SG DSR RTS
CTS RI
16
RS-232-C的规程特性
• 过程特性指RS-232-C的各条控制线在下列不同情况下接通
（ON，逻辑0）和断开（OFF，逻辑1）的顺序：
• 建立物理连接 • 传输数据比特流 • 释放物理连接
PSTN
物理层
17
建立物理连接
• 当DTE-A要与DTE-B通信时，将DTR(20)臵为ON ，同时通过TD(2)向 DCE-A发送电话号码信号，请求与对方建立物理连接； • DCE-B将RI(22)臵为ON，通知DTE-B有呼叫到达。DTE-B将DTR(20)臵 为ON，DCE-B接着产生载波信号，并将DSR(6)臵为ON ，表示已准备好；
30
[例1]
•采用四相调制方式，即N=4，且T=833x10-6秒，则 S=1/T*log2N=1/(833x10-6)*log24=2400 (bps) B=1/T=1/(833x10-6)=1200 (Baud)
物理层
31
信道容量
1)信道容量表示一个信道的最大数据传输速率，单位：位/秒(bps) 信道容量与数据传输速率的区别是，前者表示信道的最大数据 传输速率，是信道传输数据能力的极限，而后者是实际的数据传输 速率。 2)离散的信道容量 奈奎斯特(Nyquist)无噪声下的码元速率极限值B与信道带宽H 的关系： B=2*H (Baud) ......⑸ 奈奎斯特公式--无噪信道传输能力公式： C=2*H*log2N (bps) ......⑹ 式中 H为信道的带宽，即信道传输上、下限频率的差值，单 位为Hz； N为一个码元所取的离散值个数。
什么是计算机网络物理层常见的计算机网络物理层技术有哪些
什么是计算机网络物理层常见的计算机网络物理层技术有哪些计算机网络物理层是计算机网络体系结构中的基础层次，其主要功能是提供各种物理传输介质上的数据传输和接收。
物理层通过电气信号、电磁波、光信号等方式，将数据从发送方传输到接收方，并确保数据的可靠传输。
本文将介绍计算机网络物理层的基本概念以及常见的物理层技术。
一、计算机网络物理层的基本概念计算机网络物理层是计算机网络体系结构中的最底层，它直接与各种物理传输介质进行数据传输和接收。
物理层的主要任务包括编码、调制解调、传输介质选择以及物理连接等。
1. 编码编码是指将数字信号转换为模拟信号或数字信号的过程。
传输的数据在计算机中以二进制形式表示，而大多数物理传输介质是通过模拟信号传输的，因此需要进行编码转换。
常见的编码方式有非归零编码、曼彻斯特编码、差分曼彻斯特编码等。
2. 调制解调调制解调是物理层中常见的一项技术，它将数字信号转换为适合传输的模拟信号。
发送方通过调制将数字信号转换为模拟信号，接收方通过解调将模拟信号转换为数字信号。
调制解调的常见方式有频移键控调制（FSK）、相位键控调制（PSK）、振幅键控调制（ASK）等。
3. 传输介质选择传输介质是指计算机网络中用于数据传输的物理媒介，常见的传输介质包括双绞线、同轴电缆、光纤等。
选择适合的传输介质对于物理层的性能和数据传输速率至关重要。
4. 物理连接物理连接是指将计算机网络中的各个节点通过传输介质进行连接的过程。
物理连接可以通过直接连接、交换机、集线器等实现。
物理连接的稳定性对于数据传输的可靠性和网络性能有着重要的影响。
二、常见的计算机网络物理层技术计算机网络物理层涉及到多种技术，下面将介绍一些常见的物理层技术。
1. 以太网以太网是一种常见的局域网技术，它使用双绞线或光纤作为传输介质，通过载波侦听多路访问/冲突检测（CSMA/CD）协议进行数据传输。
以太网具有数据传输速率快、成本低廉等特点，广泛应用于局域网和广域网。
计算机网络重点知识点总结——必考
计算机网络重点知识点总结——必考一、计算机网络体系结构1.OSI模型和TCP/IP模型：了解各层的功能，如物理层、数据链路层、网络层、传输层、应用层等。
2.网络协议的概念和分类：如面向连接和无连接协议，可靠性传输和不可靠性传输等。
3.数据传输方式：如电路交换、报文交换和分组交换。
二、物理层1.通信信道的种类和特点：如双绞线、同轴电缆、光纤等。
2.调制解调和编码：了解不同的调制解调技术和编码方式。
3.数字传输系统：了解数字信号和模拟信号的特点以及数字传输系统的工作原理。
三、数据链路层1.帧的概念和组成：了解帧的结构和各字段的含义。
2.随机访问协议：了解载波侦听多点接入（CSMA）、CSMA/CD和CSMA/CA等协议。
3.点对点协议：了解高级数据链路控制（HDLC）和点对点协议（PPP）等协议。
四、网络层1.IP协议的工作原理：了解网络层的功能和主要协议（如IPv4和IPv6），以及IP地址的表示和分配。
2.路由的概念和算法：了解路由选择的基本原则和常用的路由算法，如最短路径算法和距离向量算法。
3.网络地址转换（NAT）：了解NAT的作用和实现原理。
五、传输层1.传输协议的特点和分类：了解传输层的功能和主要协议，如传输控制协议（TCP）和用户数据报协议（UDP）。
2.TCP协议的工作原理：了解TCP的连接建立和断开过程，以及流量控制和拥塞控制的算法。
3.UDP协议的特点和应用：了解UDP的无连接特性和可靠性较差的特点，以及适用于实时传输的应用场景。
六、应用层1.常见应用层协议：了解常见的应用层协议，如域名系统（DNS）、超文本传输协议（HTTP）和文件传输协议（FTP）等。
2.客户端-服务器模型：了解应用层的客户端和服务器的概念及其交互流程。
3.网络编程：了解使用套接字进行网络编程的基本原理和步骤。
七、网络安全1.常见的网络攻击和防范：了解常见的网络攻击类型，如拒绝服务攻击（DDoS）和中间人攻击等，以及相应的防范措施。
计算机网络中的物理层技术简介
计算机网络中的物理层技术简介在计算机网络中，物理层是网络体系结构的第一层，负责将数据转化为电信号在物理媒介上进行传输。
物理层的主要任务是提供透明的传输介质，确保数据能够有效地在发送和接收设备之间传输。
本文将对计算机网络中的物理层技术进行简要介绍。
1. 物理层的作用物理层负责传输bit流，实现数据的传输和接收。
它主要涉及以下方面：a. 媒介传输物理层通过物理媒介来传输数据，如电线、光纤等。
这些媒介具有不同的传输性能和成本特征，比如传输速率、传输距离、抗干扰能力等。
物理层需要根据实际需求选择合适的媒介。
b. 时钟同步数据在物理层进行传输时，需要保持发送和接收设备之间的时钟同步，以确保数据能够顺利地传输和接收。
物理层通过使用特定的时钟同步方法来实现这一功能。
c. 纠错与检测物理层需要处理传输过程中的误码问题，以保证数据传输的可靠性。
常见的纠错和检测技术包括奇偶校验、循环冗余校验（CRC）等。
2. 物理层技术在计算机网络中，物理层使用了各种技术来实现数据的传输和接收。
下面介绍几种常见的物理层技术：a. 传输介质传输介质是数据传输的媒介，包括电线、光纤等。
其中，电线分为双绞线和同轴电缆。
双绞线广泛应用于局域网（LAN）中，而同轴电缆主要用于传输视频信号。
光纤则具有更高的传输速率和抗干扰能力，被广泛应用于广域网（WAN）和高速局域网。
b. 编码技术编码技术用于在物理层将数据转化为电信号，在发送设备和接收设备之间进行传输。
常见的编码技术有非归零制（NRZ）、曼彻斯特编码、4B/5B编码等。
c. 调制技术调制技术将数字信号转化为模拟信号，以便在媒介中进行传输。
调制技术包括频移键控（FSK）、相移键控（PSK）、振幅键控（ASK）等。
调制技术可以提高信号的传输速率和抗干扰能力。
d. 多路复用技术多路复用技术允许多个信号通过单个传输介质进行传输。
常见的多路复用技术包括时分复用（TDM）、频分复用（FDM）、波分复用（WDM）等。
计算机网络知识精讲 第二章 物理层
第二章物理层(一) 通信基础1. 信道、信号、带宽、码元、波特、速率、信源与信宿等基本概念2. 奈奎斯特定理与香农定理3. 编码与调制4. 电路交换、报文交换与分组交换5. 数据报与虚电路(二) 传输介质1. 双绞线、同轴电缆、光纤与无线传输介质2. 物理层接口的特性(三) 物理层设备1. 中继器2. 集线器2.1 通信基础2.1.1 信道、信号、带宽、码元、波特、速率、信源与信宿等基本概念（1）信道：向某一个方向传送信息的媒体。
（2）信号：数据的电磁或电气表现。
（3）带宽：媒介中信号可使用的最高频率和最低频率之差，或者说是频带的宽度，Hz；另一定义是信道中数据的传送速率，bps。
（4）码元：在使用时间域（简称时域）的波形表示数字信号时，代表不同离散数值的基本波形。
（5）波特：单位时间内传输的码元数。
（6）比特率：单位时间内传输的比特数。
（7）信源（8）信宿计算机网络的性能计算1. 速率比特（bit）是计算机中数据量的单位，也是信息论中使用的信息量的单位。
一个比特就是二进制数字中的一个1 或0。
速率即数据率(data rate)或比特率(bit rate)是计算机网络中最重要的一个性能指标。
速率的单位是b/s（bps），kb/s, Mb/s, Gb/s 等“带宽”(bandwidth)本来是指信号具有的频带宽度，单位是赫（或千赫、兆赫、吉赫等）。
现在“带宽”是数字信道所能传送的“最高数据率”的同义语，单位是“比特每秒”，或b/s (bit/s)，bps。
更常用的带宽单位是千比每秒，即kb/s （103 b/s）兆比每秒，即Mb/s（106 b/s）吉比每秒，即Gb/s（109 b/s）太比每秒，即Tb/s（1012 b/s）请注意：在计算机界，K = 210 = 1024M = 220, G = 230, T = 240。
3. 时延(delay 或latency)传输时延（发送时延）发送数据时，数据块从结点进入到传输媒体所需要的时间。
计算机网络重要知识点总结
计算机网络重要知识点总结1. OSI七层模型：OSI（Open System Interconnection）七层模型是计算机网络的基本概念之一、它包括物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。
每一层都有特定的功能和协议。
了解七层模型可以帮助理解网络的架构和数据传输过程。
2. TCP/IP协议：TCP/IP协议是互联网的核心协议。
它包括传输控制协议（TCP）和Internet协议（IP）。
TCP负责可靠的数据传输，而IP 负责将数据包从源主机发送到目标主机。
掌握TCP/IP协议可以帮助理解网络通信的原理和机制。
3.IP地址和子网掩码：IP地址是在计算机网络中唯一标识一个设备的地址。
它由32位二进制表示，分为网络部分和主机部分。
子网掩码是一个32位的二进制数，用于将IP地址分为网络部分和主机部分。
了解IP地址和子网掩码对于进行网络规划和配置非常重要。
4.路由和路由器：路由是指决定数据包从源主机到目标主机的路径的过程。
路由器是负责实现路由功能的网络设备。
了解路由和如何配置路由器可以帮助优化网络性能和解决网络故障。
5.网络协议：网络协议是计算机网络中设备之间通信的规则和约定。
常见的网络协议有HTTP、FTP、SMTP、POP3、SSH等。
了解常用的网络协议可以帮助理解网络中不同服务的原理和功能。
6.网络安全：网络安全是保护计算机网络和网络上的数据不受未经授权访问、损坏、修改或泄露的威胁的一种措施。
了解网络安全的重要性、常见的安全威胁和防范措施对于维护网络的安全至关重要。
7.网络拓扑：网络拓扑指的是计算机网络中设备之间物理和逻辑连接的结构。
常见的网络拓扑包括星型拓扑、总线拓扑、环形拓扑和树状拓扑等。
了解不同的网络拓扑结构可以帮助选择适合的网络设计和配置。
8.网络设备：网络设备是计算机网络中用于实现网络连接和数据传输的硬件设备。
常见的网络设备包括交换机、路由器、网卡、集线器和防火墙等。
了解各种网络设备的功能和用途有助于进行网络配置和故障排除。
计算机网络知识点总结
2物理层基本概念物理层的主要任务——确定与传输媒体接口的一些特性四个特性：机械特性——指明接口所用接线器的形状和尺寸、引线的数目和排列、固定的所锁定装置等电气特性——指明接口电缆各条线上出现的电压范围功能特性——指明某条线上出现的某条电平的电压表示何种意义过程特性——指明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序数据通信的基础知识数据通信系统的三大部分——源系统、传输系统、目的系统数据——运送消息的实体信号——数据的电气或电磁表现模拟的——表示消息的参数的取值是连续的数字的——表示消息的参数的取值是离散的码元——在使用时间域的波形表示数字信号时,代表不同离散数值表示的基本波形单工通信单向通信——只能有一个方向的通信不允许反方向的交互半双工通信双向交替通信——通信的双方都可以发送消息,不允许同时发送或接收全双工通信双向同时通信——通信双方可以同时发送接收消息基带信号——来自源的信号调制——基带信号含有信道不能传输的低频分量或直流分量,必须对基带信号进行调制基带调制编码——仅仅变换波形,变换后仍是基带信号带通调制——使用载波调制,把信号的频率范围搬到较高频段,并转换为模拟信号带通信号——经过载波调制后的信号仅在一段频率范围内能通过信道基本带通调制方法——调幅AM、调频FM、调相PM码间串扰——在接收端收到的信号波形失去了码元之间的清晰界限的现象奈式准则——在任何信道中,码元的传输速率是有上限的,传输速率超过此上限就会出现严重的码间串扰,使接收端对码元的判决成为不可能数据的传输速率比特率——每秒传输的比特数即二进制数字0或1,单位bit/s、b/s、bps码元传输率波特率——每秒信道传输的码元个数,单位B传信率比特率与传码率波特率的关系——N为码元的进制数比特率=n波特率n为每个码元的比特,二进制时带1比特,三进制时带2比特,八进制带3bit信噪比——信号的平均功率和噪声的平均功率之比,记为S/N,单位分贝dB 信噪比dB=10log10S/NdB 如当S/N为10时信噪比10,S/N为1000为30 香农公式——信道极限信息传输率C = W log21+S/N b/sW信道带宽单位Hz、S信道内所传信号的平均功率、N为高斯噪声功率奈氏准则公式——C=2WRb=2WRBlog2N即每赫带宽理想低通信道的最高码元传输率是每秒2个码元通道复用技术频分复用FDM——用户在分配到一定频带后,在通信过程中自始至终都占用这个频带频分复用的所有用户在同样的时间占用不同的频率带宽时分复用TDM——将时间划分为一段段等长的时分复用帧TDM帧,每一个时分复用用户在每一个TDM帧中占用固定序号的间隙;信道利用率不高统计时分复用STDM——前提是假定各用户都是间歇地工作,每个时隙要有用户地址信息波分复用WDM——光的频分复用,因光载波频率很高,习惯上用波长表示使用的光载波8路s光载波经光的调制,在一根光纤上的总速率为20Gb/s100根s光纤的光缆,采用16倍密集波分复用,得一根4Tb/s\ 码分复用CDM ——将每一个比特时间划分为m个短的码片码分地址CDMA 给每个站点分配码片序列,不同站点的码片序列正交当发送码片1时就发送该站点码片序列,比特0时发送反码当S站点向T站点发送数据时,T站点接收的是所有站点发送的序列和T站点用S站点的码片序列与接收的序列和做内积运算非S站点的序列得0,,S站发送的比特0得-1、比特1得1规格化内积公式——各项相乘之和除以项数量脉冲调制PCM体制——北美24路PCM标准T1速率为s欧洲30路PCM标准E1速率为s同步光纤网SONET—第一级同步传送信号STS-1传输速率s第一级光载波OC-1 同步数字系列SDH——基本速率第一级同步传递模块STM-1为sOC-33数据链路层数据链路层使用的信道主要有两种类型：点对点信道——使用一对一的点对点通信方式广播通信——使用一对多的广播通信方式链路——是从一个结点到相邻结点的一段物理线路,中间没有其他交换结点;链路只是一条路径的组成部分数据链路——除了这些物理线路,还必须有通信协议来控制数据的传输,如果把实现这些协议的硬件和软件加到链路上,就构成了数据链路帧——数据链路层协议数据单元IP数据报——网络层协议数据单元数据链路层三个基本问题：封装成帧、透明传输、差错检验封装成帧——在一段数据的前后分别添加首部和尾部,这样就构成了一个帧帧定界——首部和尾部的一个重要作用最大传送单元MTU——链路层协议规定的所能传送的帧的数据部分长度上限帧定界符——当数据是由可打印的ASCII码组成的文本文件时,帧定界可使用帧定界符SOH——帧开始符,十六进制编码01,二进制编码00000001,Start Of Header EOT——帧结束符,十六进制编码04,二进制编码00000100,End Of Transmission透明传输——无论什么样的比特组合的数据都能通过这个数据链路层字节填充——发送端的数据链路层在数据中出现控制字符前插入一个转义字符“ESC”在接收端的数据链路层把数据送往网络层之前删除插入的转义字符ESC——转义字符,十六进制编码1B,二进制编码00011011,Byte Stuffing差错检测：比特差错——比特在传输过程中可能会发生差错：1变成0,0变成1误码率BER——在一段时间内,传输错误的比特占所传输比特总数的比例,Bit Error Rate信噪比越大,误码率越小循环冗余检验CRC——把数据分为每组k个比特在待传送的一组数据M后添加n位冗余码冗余码的计算方法——在M后加上n个0得到2^nM除以事先选定好的n+1位除数P得到商Q和n位余数R用竖式做除法,商右移补0至位数与除数相等,相异得1,相同得0余数R作为冗余码接在M后发送出去循环冗余检验CRC——把收到的每一帧除以P,检查得到的余数R’若R’=0,则判定这个帧没有差错,就接受若R’=0,则判定有差错,就丢弃帧件检验序列FCS——在数据后面添加冗余码,Frame Check Sequence而CRC是一种常见的检错方法FCS可以用CRC这种方法得出,但CRC并非获得FCS的唯一方法在数据链路层使用CRC检验,能实现无比特差错传输,但这还不是可靠传输,只能做到无差错接收,要做到可靠传输,必须加上确认和重传机制;点对点协议PPP——用户计算机和ISP进行通信时使用的链路层协议只支持全双工链路PPP协议应满足的需求——简单——这是首要的要求封装成帧透明性多种网络层协议多种类型链路差错检测检测连接状态最大传送单元网络层地址协商数据压缩协商PPP协议不需要的功能——纠错流量控制序号多点线路半双工或单工链路PPP协议三个组成部分——一个将IP数据报封装到串行链路的方法链路控制协议LPCLink Control Protocol网络控制协议NPCNetwork Control ProtocolPPP用同步传输链路,采用硬件完成比特填充；异步传输时使用字符填充法P75 零比特填充——PPP协议在使用SONET/SDH链路时,是使用同步传输的,此时采用零比特填充实现透明传输；发送端：5个连续1填一个0,接收端删除; 媒体共享技术——静态划分信道：频分复用、时分复用、波分复用、码分复用动态媒体接入控制：随机接入、受控接入世界第一个局域网产品以太网规约——DIX Ethernet V2IEEE的标准——与DIX Ethernet V2差别很小,可以简称为“以太网”局域网数据链路层的两个子层——逻辑链路控制LLC子层媒体接入控制MAC子层局域网的主要优点——具有广播功能,从一个站点可很方便的访问全网便于系统的扩展和演变,各设备的位置可灵活调整和改变提高了系统的可靠性、可用性和生存性适配器——连接计算机与外部局域网,嵌在计算机主板上适配器的主要功能——进行串行/并行转换对数据进行缓存在计算机的操作系统安装设备驱动程序实现以太网协议计算机硬件地址在适配器的ROM中,计算机软件地址—IP地址在计算机的存储器中以太网采取的两种措施——无连接的工作方式,尽最大努力交付,即不可靠交付发送的数据都使用曼彻斯特编码的信号CSMA/CD协议——载波监听多点接入/碰撞检测只能进行半双工通信多点接入——总线型网络,许多计算机以多点接入方式连接在一根总线上载波监听——在发送数据前检测总线上是否有其他计算机子在发送数据碰撞检测——计算机边发送数据边检测信道电磁波在1km电缆的传播时延——5μs争用期2τ——以太网端到端往返时延,具体争用期时间为μs对于10Mb/s的以太网,在争用期可发送512bit,即64字节退避算法——确定基本退避时间,一般取争用期2τ定义重传次数k=Min已经重传的次数,10从0,1,...,2^k-1中随机抽取数r重传推后时间为r倍争用期重传达16次仍不成功,抛弃该帧最短有效帧长——争用期是512比特时间时,发生冲突一定在前64字节内以太网规定了最短有效帧长为64字节,小于64字节的都是无效帧强化碰撞——当发现碰撞时,停止发送数据,再继续发送若干比特人为干扰信号帧间最小间隔——μs,即96比特时间CSMA/CD——从网络层获得一个分组,加上首尾组成以太帧,放入适配器缓存准备发送检测到信道96比特时间内保持空闲,就发送这个帧若检测到碰撞,则中止数据的发送,并发送人为干扰信号发送完干扰信号后适配器执行退避算法,等待r倍512比特时间,返回步骤2CSMA/CD十六字方针：先听先发,边听边发,冲突停发,随机重发双绞线以太网采用星状拓补在星形的中心增加集线器星形网 10BASE-T 的标准是定义参数a=τ/To ——a的值越小信道利用率越高极限信道利用率Smax=To/To+τ=1/1+a——只有a远小于1才能得到尽可能高的SmaxI/G位——IEEE规定地址字段第一个字节最低位,0表示单个地址,1表示组地址G/L位——地址字段第一个字节最低第二位,0表示全球管理,1表示本地管理三种帧——单播,广播,多播常用以太网MAC帧格式两种标准——DIX Ethernet V2标准IEEE的标准左图数字的规定无效的帧——帧长度不是整数字节用收到的帧检验序列FCS查出有差错收到数据字段长度不在46到1500字节之间在物理层扩展局域网——主机使用光纤和一对光纤调制解调器连接到集线器用集线器扩展局域网的优点——使计算机能够跨碰撞域通信扩大了局域网覆盖的地理范围缺点——碰撞域增大了,吞吐量并未提高不同数据率的碰撞域无法互联网桥——在数据链路层扩展以太网;网桥依靠转发表来转发帧;网桥的好处——过滤通信量,增大吞吐量提高可靠性扩大物理范围可以连接不同物理层、不同MAC子层、不同数据率的局域网网桥的缺点——存储转发增加了时延MAC子层没有流量控制功能只适合用户不太多和通信量不太大的局域网网桥和集线器的不同——网桥是按存储转发方式工作的,一定是先把整个帧收下来子啊处理但集线器或转发器是逐比特转发;网桥丢弃CRC检验有差错以及无效的帧网桥在转发帧前必须执行CSMA/CD算法集线器在转发帧时,不对传输媒体进行检测、透明网桥是一种即插即用设备透明网桥——自学习和转发帧在网桥的转发表中记录地址、接口和时间生成树算法——为了避免转发帧在网络上不断的兜圈子源路由网桥——源路由网桥在发送帧时将详细的路由信息放在帧首部该网桥对主机是不透明的以太网交换机——实际上就是一个多接口网桥,工作在链路层每个接口都直接与主机相连,一般工作在全双工方式虚拟局域网VLAN——是一些由局域网网段构成的与物理位置无关的逻辑组它只是局域网给用户提供的一种服务,不是一种新型的局域网VLAN的优点——限制了接收广播信息的工作站数使网络不会因传播过多的广播信息而引起性能恶化虚拟局域网使用的以太网MAC帧格式最大帧长由1518变为1522字节：高速以太网——速率超过100Mb/s的以太网快速以太网——100BAST-T争用期是μs,帧最小间隔是μs,最短仍是64字节吉比特以太网标准的特点：允许在1Gb/s下全双工和半双工两种方式工作；在半双工方式下使用CSMA/CD协议；使用率协议规定的帧格式；与10BAST-T和100BASET-T技术向后兼容;吉比特以太网在半双工方式小采用“载波延伸”和发“分组突发”的方法,在全双工下不用;10吉比特以太网——与10Mb/s以太网帧格式完全相同,保留了规定的最大小帧长,只在全双工方式下工作,因此不存在争用问题,也使用CSMA/CD协议;以太网是——可扩展的、灵活的、易于安装、稳健性好补充PPP帧格式：网络层采用分组交换方式传输数据分组交换有两种形式——数据报、虚电路因特网的设计思路——网络层向上只提供灵活的、无连接的、尽最大努力交付的数据报服务传输的可靠性不是由网络而是由端系统完成的网络互连的层次及设备——物理层：使用中继站如HUB在不同电缆段之间复制位信号链路层：使用网桥或交换机在局域网之间存储转发数据帧网络层：使用路由器在不同网络间存储转发分组传输层及以上：使用协议转换器网关提供更高层次的接口虚拟互连网络IP网——逻辑互连网络互联网可以由很多异构网络组成主机协议五层,路由协议只有下三层网际协议IP——TCP/IP体系中两个最主要的协议之一解决因特网互连问题与IP协议配套使用的协议——地址解析协议ARP网际控制报文协议ICMP网际组管理协议IGMPIP地址——给因特网上的每个主机或路由器的每一个接口分配一个全网唯一的32bit的标识符；由因特网名字和数字分配机构ICANN进行分配采用点分十进制法表示IP地址的编址方法——分类的IP地址、子网的划分、无分类编址构成超网IP地址的组成——网络号：标志主机所连接到的网络整个因特网范围内唯一主机号：标志该主机或路友器在网络号指明的网络范围内唯一IP地址分级的好处——方便IP地址的管理、省路由空间并提高路由表查找速度IP 地址与硬件地址作用层次 IP地址与硬件地址理解ARP协议的用途——从网络层使用的IP地址解析出数据链路层使用的物理地址ARP高速缓存——含有最近使用过的IP地址和物理地址的映射列表本局域网上主机,路由APR请求和答应方都把对方的地址映射存储在APR高速缓存中ARP运行过程——当主机A向本局域网上主机B发送IP数据报时,没有在ARP高速缓存中找到主机B的IP项目,主机A就自动运行ARP(1)ARP进程在本局域网上广播一个ARP请求分组(2)该局域网上所有主机运行的APR进程都收到这个ARP请求分组(3)主机B的IP地址与ARP请求分组要查询的IP地址一致,就收下这个ARP请求分组,并向A发送ARP响应分组,其中写入自己的硬件地址, 并在自己的ARP高速缓存中写入主机A的IP地址到硬件地址的映射;(4)主机A收到B的ARP响应分组,就在自己的ARP高速缓存中写入主机B的IP地址到硬件地址的映射;生存时间——ARP把保存在高速缓存中的映射地址项目都设置生存时间凡超过这个生存时间的项目就从高速缓存中删除掉注意——ARP是解决同一个局域网上的主机或路由器IP地址和硬件地址映射问题的不同局域网则通过中间路由器不断重复这个过程从IP地址到硬件地址的解析是自动进行的,主机用户不知道这一过程IP数据报格式：IP首部检验：早期IP地址设计不合理——IP地址空间利用率有时很低给每个物理网络分配一个网络号使路由表变大网络性能变差两级IP地址不够灵活划分子网的原因——有效利用地址空间；便于管理；隔离广播和通信,减少网络阻塞；出于安全方面的考虑;划分子网的方法——将IP地址的主机号部分划分为两个部分,一部分用来标识子网,一部分仍作为主机号;IP地址结构由两级变为三级;划分子网增加了灵活性,却减少了能连接在网络上的主机数;不同的子网掩码可能得出相同的网络地址,但是不同的掩码效果是不同的;划分子网的缺点——浪费了一些IP地址；使路由表项目增长无分类编址CIDR使用二叉线索查找路由表网络控制报文协议ICMPICMP差错报告文：终点不可达、源点抑制、时间超过、参数问题、改变路由重定向不应发送ICMP差错报告文的情况：ICMP差错报告文、后续分片、多播数据报、特殊地址ICMP询问报告文：回送请求和回答、时间戳请求和回答路由协议——内部网关协议IGP如RIP和OSPF协议等外部网关协议EGP如BGP路由信息协议RIP——分布式的基于距离向量的路由选择协议,是因特网标准协议,简单最多包含15个路由器距离16,只适合小型互联网RIP协议特点——仅和相邻路由器交换信息；交换的是路由表即所有信息；按固定时间间隔交换路由信息;使用用户层数据报UDP传送路由表更新原则——找出到每个目的网络的最短距离距离向量算法——将原来没有的目的网络加入,下一跳改为R1,距离加1R1给R2 将原表中所有下一跳是R1的都按照收到的表更新,距离加1若目的网络相同,但但下一跳不是R1,比较它们的距离,选择短的留下RIP优缺点——RIP限制了网络规模；坏消息传播得慢；随着网络规模扩大,开销也增加;实现简单,开销较小;开放最短路径优先OSPF——使用分布式的链路状态协议用IP数据报传送OSPF特点——向本自治系统所有路由器发送信息范洪法发送的是与相邻所有路由器的链路状态部分信息：相邻的路由器及其度量只有当链路状态改变时才向所有路由器用范宏法发送此信息OSPF的五种分组类型—问候、数据库描述、链路状态请求、链路状态更新、链路状态确认OSPF协议对多点接入的局域网采用了制定指定的路由器的方法边界网关协议BGP——采用路径向量路由选择协议使用BGP的原因——因特网规模太大,使得AS之间的路由选择非常困难AS之间的路由选择必须考虑有关策略BGP-4的四种报文——OPEN、UPDATE、KEEPALIVE、NOTIFICATION路由器——是一种具有多个输入端口和多个输出端口的专用计算机其任务是转发分组路由器的两大部分——路由选择部分和分组转发部分分组转发的三个部分——交换结构、一组输入端口、一组输出端口交换结构的作用——根据转发表对分组进行处理将某个输入端口进入的分组从一个合适的输出端口转发出去交换结构常用的交换方法——通过存储器、通过总线、通过互连网络IP多播—网际组管理协议IGMP：使用IP数据报传递报文,是网际协议IP的一个组成部分IP多播—多播路由选择协议：找出以源主机为根节点的多播转发树多播路由选择协议在转发多播数据报的方法：泛洪与剪除、隧道技术、基于核心发现技术第五章：运输层端到端通信——应用进程间的通信运输层重要功能——复用和分用网络层为主机之间提供逻辑通信,运输层为应用进程之间提供端到端的逻辑通信运输层主要功能——为进程间提供端到端的逻辑通信对收到的报文进行差错检验需要两种运输协议：面向连接的TCP、无连接的UDP端口号的分类——服务器端使用的端口号：熟知端口号和登记端口号客户端使用端口号UDP在IP数据报服务之上增加的功能：复用分用功能和差错检测功能UDP特点——无连接、尽最大努力交付、面向报文、无拥塞控制、首部开销小支持一对一、一对多、多对一和多对多交互通信UDP——用户数据报协议TCP——传输控制协议TCP主要特点——TCP是面向连接的运输层协议每一条TCP连接只能有两个端点,每一条TCP连接只能是点对点的TCP提供可靠交付服务TCP提供全双工通信TCP是面向字节流的TCP连接的端点——套接字socketIP地址：端口号停止等待协议：自动重传请求ARQ优点简单、缺点信道利用率低连续ARQ协议：优点容易实现;缺点不能向发送方反映出接收方已经正确收到的所有分组信息UDP检验和计算：伪首部+首部+数据部分TCP首部——序号：本报文段所发送的数据的第一个字节的序号确认号：期望收到对方下一个报文的第一个数据字节序号确认ACK：ACK=1确认号字段有效,ACK=0无效同步SYN：SYN=1表示这是一个连接请求或连接接受报文窗口：允许对方发送的数据量以字节为单位终止FIN：用来释放一个连接,FIN=1表示此报文发送方数据发送完毕,要求释放运输连接检验和：伪首部+首部+数据选择确认SACK:指明一个边界要4个字节,最多指明4个字节块,另还需2字节RTT：报文段往返时间RTTs：加权平均往返时间新RRTs=1-a旧RTTs+a新RTT样本RTO：超时重传时间RTTD：RTT的偏差的加权平均值RTO=RTTs+4RTTD RTTD=1-b旧RTTD+b|RTTs-新RTT样本|流量控制——让发送方的发送速率不要太快,让接收方来得及接收利用滑动窗口实现流量控制拥塞——对网络中某一资源的需求超过了该资源所能提供的可用部分,网络性能就要变坏拥塞控制与流量控制的区别：拥塞控制——防止过多的数据注入到网络中,这样可以使网络中的路由器或链路不致过载所前提要做的都有一个前提,就是网络能够承受现在所有的网络负荷是一个全局性过程流量控制——往往指点对点通信量控制,是个端到端的问题所要做的就是抑制发送端发送数据的速率,以便接收端来得及接收提供的负载——单位时间内输入给网络的分组数目输入负载、网络负载吞吐量——单位时间内网络输出的分组数目拥塞控制大方面分为两种方法：开环控制、闭环控制拥塞控制的具体四种算法：慢开始、拥塞避免、快重传、快恢复慢开始算法——由小到大逐渐增大发送窗口每经过一个往返时间RTT,发送方拥塞窗口cwnd就加倍慢开始门限——cwnd<ssthrest时,使用慢开始算法cwnd=ssthrest时,既可使用慢开始算法,也可用拥塞避免算法cwnd>ssthrest时,使用拥塞避免算法拥塞避免算法——没经过一个往返时间RTT,cwnd就加1无哪种阶段,只要发送方判断网络出现拥塞没有按时收到确认,就把慢开始门限ssthrest设置为出现拥塞时的发送方窗口值得一半,拥塞窗口cwnd重新设置为1,执行慢开始算法;AIMD算法——加法增大乘法减小快重传——接收方每收到一个失序的报文段后就立即发出重复确认发送方一连收到三个重复确认就应当立即重传对方尚未收到的报文段快恢复——当发送方连续收到三个重复确认时,执行乘法减小算法,把慢开始门限减半发送方不执行慢开始算法,而是把拥塞窗口cwnd设置为慢开始门限减半后的数值,进行拥塞避免算法;随机早期检验RED——为了避免发生网络中的全局同步现象,路由器采用的措施TCP运输连接三个阶段——连接建立、数据传送、连接释放TCP连接建立方式——客户服务器方式。
计算机网络各章重点总结
第一章：概述1、因特网的组成：从因特网的工作方式上看，可以划分为以下的两大块：(1）边缘部分由所有连接在因特网上的主机组成.这部分是用户直接使用的(2) 核心部分由大量网络和连接这些网络的路由器组成。
这部分是为边缘部分提供服务的边缘部分：由各主机构成,用户直接进行信息处理和信息共享；低速连入核心网。
核心部分:由各路由器连网，负责为边缘部分提供高速远程分组交换.2、计算机之间的通信方式：主机A 的某个进程和主机B 上的另一个进程进行通信”简称为“计算机之间通信”在网络边缘的端系统中运行的程序之间的通信方式通常可划分为两大类：（1）客户服务器方式（C/S 方式）客户(client)和服务器（server）都是指通信中所涉及的两个应用进程。
客户是服务的请求方，服务器是服务的提供方。
(2）对等方式（P2P 方式）对等连接是指两个主机在通信时并不区分哪一个是服务请求方还是服务提供方。
两者的相同点与区别：对等连接方式从本质上看仍然是使用客户服务器方式，只是对等连接中的每一个主机既是客户又同时是服务器。
前者严格区分服务和被服务者，后者无此区别.后者实际上是前者的双向应用。
3、因特网的核心部分：在网络核心部分起特殊作用的是路由器(router)。
路由器是实现分组交换的关键，其任务是转发收到的分组,这是网络核心部分最重要的功能.因特网核心部分由许多网络和把它们互连起来的路由器组成而主机处在因特网的边缘部分。
主机的用途是为用户进行信息处理的,并且可以和其他主机通过网络交换信息。
路由器的用途则是用来转发分组的，即进行分组交换的。
4、（1）电路交换的主要特点:“交换”就是按照某种方式动态地分配传输线路的资源。
电路交换必定是面向连接的。
电路交换的三个阶段：建立连接通信释放连接（2)分组交换的主要特点：在发送端，先把较长的报文划分成较短的、固定长度的数据段（3)报文交换：电报通信：采用了基于存储转发原理的报文交换。
电路交换整个报文的比特流连续的从源点直达终点。
OSI七层模型基础知识及各层常见应用要点
OSI七层模型基础知识及各层常见应用要点OSI七层模型（Open System Interconnection Model）是计算机网络领域常用的一种标准框架，用于描述计算机网络中不同层次之间的通信过程。
该模型把网络通信划分为七个层次，每个层次负责一种特定的功能，通过明确的接口和协议与相邻层次进行通信。
下面将介绍每个层次的基础知识及常见应用要点。
1. 物理层（Physical Layer）物理层是网络的最底层，负责传输数据的物理媒介，如电缆、光纤、无线电波等。
其主要功能是将比特流转化为物理信号，并在物理链路上传输。
常见应用要点包括：传输速率、传输介质、信号编码和调制等。
2. 数据链路层（Data Link Layer）数据链路层负责在物理链路上可靠地传递数据帧。
其中包括了分帧、物理寻址、差错检测等功能。
它还负责解决在直接相连的设备之间传输数据时所遇到的问题。
常见应用要点包括：以太网和无线局域网（WLAN）。
3. 网络层（Network Layer）网络层负责将数据传输到目标地址的网络。
其主要功能是为数据报文选取合适的路由和转发，实现跨网络的递送。
常见应用要点包括：IP协议、路由选择和网络地址转换等。
4. 传输层（Transport Layer）传输层负责提供端到端的可靠传输服务。
其主要功能是通过分组发送和接收数据，确保数据能够完整无误地到达目标。
常见应用要点包括：TCP协议和UDP协议。
5. 会话层（Session Layer）会话层负责管理和维护两个通信节点之间的会话连接。
其主要功能是建立、维护和终止会话连接，以及管理会话中的同步和流量控制。
常见应用要点包括：会话管理和会话同步等。
6. 表示层（Presentation Layer）表示层负责处理数据的格式和编码问题，以确保通信双方能够正确解释和解码数据。
其主要功能包括数据格式转换、数据加密和数据压缩等。
常见应用要点包括：数据压缩和数据加密。
7. 应用层（Application Layer）应用层是最高层，负责为用户提供各种网络应用服务。
《计算机网络》谢希仁第二章物理层复习资料
第二章物理层2.1 物理层的基本概念用于物理层的协议也常称为物理层规程物理层的主要任务：确定与传输媒体的接口有关的一些特性∙机械特性∙电气特性∙功能特性∙过程特性数据在计算机内部多采用并行传输方式，但数据在通信线路（传输媒体）上的传输方式一般都是串行传输。
2.2 数据通信的基础知识2.2.1数据通信系统的模型由原系统（发送端、发送方）、传输系统（传输网络）和目的系统（接收端，接收方）组成信号的分类：模拟信号（连续信号）：代表消息的参数的取值是连续的。
数字信号（离散信号）：代表消息的参数的取值是离散的。
2.2.2有关信道的几个基本概念双方信息交互的方式●单工通信（单项通信）●双半工通信（双向交替通信）●全双工通信（双向同时通信）来自信源信号常称为基带信号（即基本频带信号）调制：基带调制（编码）：数字信号->数字信号带通调制（需要使用载波）：数字信号->模拟信号常用编码方式●不归零制：正电平代表1，负电平代表0●归零制：正脉冲代表1，负脉冲代表0●曼切斯特编码（常用）：位周期中心的向上跳变代表0，向下跳变代表1.●差分曼切斯特编码：在每一位中心处始终都有跳变。
位开始边界有跳变代表0，没有跳变代表1.基本的带通调制方法：⏹调幅（AM）⏹调频（FM）⏹调相（PM）2.2.3信道的极限容量奈氏准则(理想条件下）：在任何信道中，在任何信道中，码元传输的速率是有上限的，否则就会出现码间串扰的问题，使接收端对码元的判决（即识别）成为不可能。
香农公式(带宽受限、高斯白噪声)指出：信道的极限信息传输速率 C 可表达为C = W log2(1+S) (b/s)W 为信道的带宽（以Hz 为单位）S 为信道内所传信号的平均功率N 为信道内部的高斯噪声功率信噪比=10 log10 (SN) (dB）提高信息传输速率的方法：●提高信道带宽●提高信噪比●提高每个码元携带的信息量2.3 物理层下面的传输媒体2.3.1导引型传输媒体1.双绞线（双扭线）2.同轴电缆50Ω同轴电缆——LAN/数字传输常用70Ω同轴电缆——有线电视/模拟传输常用3.光缆2.3.2非导引型传输媒体1.无线传输2.短波通信3.无线电微波2.4 信道复用技术●频分复用FDM：所有用户在同样的时间占用不同的带宽资源●时分复用TDM（等时信号）：将时间划分为一段段等长的时分复用帧（TDM 帧）。
计算机网络物理层介绍
102
104
106 无线电
108
1010
1012
1014
1016
1018
1020
1022
1024 射线
微波
红外线 可见光 紫外线
X射线
4 f (Hz) 10
105
双绞线
106
107
同轴电缆
108
109
1010
卫星
1011 1012
1013
1014
1015 光纤
1016
地面微波
请注意
对于频带宽度已确定的信道，如果信噪 比不能再提高了，并且码元传输速率也 达到了上限值，那么还有办法提高信息 的传输速率。这就是用编码的方法让每 一个码元携带更多比特的信息量。
例：有一个带宽为3KHZ的理想低通信道，其最高码元 传输速率为6000Baud。若一个码元能携带3bit的信息 量，则最高信息传输速率为18000b/s。那么怎样才能 使一个码元携带3bit的信息量呢？假设基带信号是： 101011000110111010…… 将这个信号中的3个比特为一组，即：101，011，000， 110，111，010……。3 个比特共有8种不同的排列。 我们可以用不同的调制方法来表示这样的信号。如8种 不同的振幅、频率、相位进行调制。假设采用相位调 制，用相位Ф0表示000，Ф1表示001，Ф2表示 010，…… Ф7表示111。这样，原来的信号就转换为： Ф5Ф3Ф0Ф6Ф7Ф2 …… 也就是说，原来要发送18个码元，每个码元只能携带1bit 的信息量，但经过变化后，只需要发送6个码元，而每 个码元（它们的载波相位不同）能够携带3bit的信息量。 若以同样的速率发送码元，则同样时间所传送的信息 量就提高到了3倍。
自学考试计算机网络原理知识点详细全面总结
自学考试计算机网络原理知识点详细全面总结计算机网络原理是计算机科学与技术专业的重要基础课程之一，也是计算机网络技术应用的基石。
了解计算机网络原理对于提升个人的计算机技术水平以及应用能力至关重要。
本文将对计算机网络原理的知识点进行详细全面的总结，分为以下几个部分进行论述。
一、计算机网络基础知识1.计算机网络的定义和基本概念2.计算机网络的分类及拓扑结构3.计算机网络的通信模型4.计算机网络的作用和优点二、物理层1.物理层的定义和作用2.物理层的传输媒介及信号传输方式3.常见的物理层标准和接口4.物理层的错误检测和纠错方法三、数据链路层1.数据链路层的定义和作用2.数据链路层的帧结构和特点3.数据链路层的差错控制和流量控制4.常见的数据链路层协议和技术四、网络层1.网络层的定义和作用2.网络层的寻址和路由选择3.网络层的分组交换和虚电路交换4.网络层的常见协议和技术五、传输层1.传输层的定义和作用2.传输层的可靠性传输和流量控制3.传输层的面向连接和无连接传输4.传输层的常见协议和技术六、应用层1.应用层的定义和作用2.常见的应用层协议和应用3.网络安全与应用层的关系4.应用层的发展趋势和挑战七、计算机网络的管理和安全1.计算机网络的管理和监控2.计算机网络的故障处理和维护3.计算机网络的安全威胁和防护措施4.计算机网络的安全策略和政策以上是对计算机网络原理的知识点进行了详细全面的总结。
通过对这些知识点的掌握，可以更好地理解和应用计算机网络技术，提升自己的专业技能和实践能力。
希望本文的内容对自学考试的学习有所帮助。
计算机网络知识点总结
计算机网络知识点总结1、概述计算机网络是指将多台独立的计算机通过通信线路连接在一起，实现信息的传输和共享的系统。
它是现代信息技术的重要组成部分，广泛应用于各个领域。
2、OSI参考模型OSI（Open System Interconnection）参考模型是计算机网络体系结构的一种标准，它将计算机网络的功能划分为七层，分别是物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。
2.1 物理层物理层负责传输比特流，主要涉及物理媒介的传输特性、编码、调制等技术。
2.2 数据链路层数据链路层负责将比特流划分为数据帧，并在物理链路上实现可靠的传输。
2.3 网络层网络层负责在不同网络间进行数据包的路由选择和转发，实现不同网络之间的通信。
2.4 传输层传输层提供端到端的可靠数据传输，主要以传输控制协议（TCP）和用户数据报协议（UDP）为基础。
2.5 会话层会话层负责建立、管理和终止不同计算机之间的会话。
2.6 表示层表示层负责数据的表示、加密、解密和压缩等操作。
2.7 应用层应用层提供基于网络的各种服务，如电子邮件、文件传输、远程登录等。
3、网络互联网络互联是将不同网络连接起来实现全球范围内的互联网。
常见的互联网接入方式包括蜂窝网络、局域网、广域网和卫星网络等。
3.1 蜂窝网络蜂窝网络指通过移动通信基站连接网络的方式，实现移动通信和互联网接入。
3.2 局域网局域网是一个物理上相连并且地理上较小的网络，常见的局域网技术包括以太网、无线局域网等。
3.3 广域网广域网是连接不同地理位置的网络，常见的广域网技术包括传输控制协议/互联网协议（TCP/IP）、帧中继、光纤传输等。
3.4 卫星网络卫星网络借助通信卫星实现信号的传输，广泛应用于偏远地区或无线接入的场景。
4、网络协议网络协议是计算机网络中用于实现数据交换和通信的规范和约定。
常见的网络协议包括TCP/IP、HTTP、FTP等。
4.1 TCP/IP协议TCP/IP协议是互联网常用的协议套件，它包括三个重要的协议：互联网协议（IP）、传输控制协议（TCP）和用户数据报协议（UDP）。
计算机网络第二章 知识点总结
Ch2 物理层1、物理层的功能：将数据比特流从一台机器传输到另一台相邻的机器。
2、物理层协议的内容：机械特性、功能特性、过程特性、电气特性（每一特性的具体含义）***3、常见通信术语及含义：模拟、数字、调制、解调、信源、信宿、单工、双工、基带信号、宽带信号4、傅立叶分析及物理含义（信号的分解）5、带宽：信号带宽、介质的带宽6、码元传输速率B和数据传输速率S的关系：S＝B×log2V bps （故调制方式会影响数据传输率）7、恩奎斯特公式：B=2H ***8、香农公式：C = H log2(1+S/N) b/s（信道极限传输速率受带宽和信噪比的影响）***9、常用的有线介质：双绞线、光纤、同轴电缆10、基本的二元制调制方法：调幅、调相、和调频11、QAM12、NRZ编码、曼彻斯特编码、差分曼彻斯特编码13、常用的信道复用技术：时分、频分（光信号叫做波分复用）、码分复用。
14、物理层设备：中继器、集线器的工作原理例：1.在无噪声情况下，若某通信链路的带宽为3kHz，采用4个相位，每个相位具有4种振幅的QAM调制技术，则该通信链路的最大数据传输速率是——————A．12kbps B.24 kbps C.48 kbps D.96 kbps2.在物理层接口特性中用于描述完成每种功能的事件发生顺序的是：A. 机械特性B. 功能特性C. 过程特性D. 电气特性3.下列因素中，会影响信道数据传输速率的是。
（不定项）A．信噪比 B．频率带宽 C．信号调制方式 D．信号传播速度4.收发两端之间的传输距离为1000km，信号在媒体上的传播速率为2*105km /s。
试计算以下两种情况的发送时延和传播时延：（1）数据长度为107bit，数据发送速率为100kb/s。
（2）数据长度为103bit，数据发送速率为1Gb/s。
由计算结果能得出什么结论？5.计算机网络中常用的有线传输介质有__________、__________、__________。
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a
t①
分配时隙，而是按需 动态地分配。
B bb
C
cc
D
d
t②
③ t
④ t
a bbc cd a t #1 #2 #3
3 个 STDM 帧
第 2 章 物理层
2.5 信道复用技术 2.5.1 频分复用、时分复用和统计时分复用
异步时分复用 同步时分复用
统计时分复用 普通时分复用
用户所占用的时隙并不是 周期性地出现。
两个不同站的码片序列正交，就是向量 S 和T 的规格 化内积(inner product)都是 0：
S • T
1 m
m i1
SiTi
0
向量 S 表示站 S 的码片向量， T 表示其他站的码片向量。
第 2 章 物理层
2.5 信道复用技术 2.5.3 码分复用
例如：向量 S 为(–1 –1 –1 +1 +1 –1 +1 +1)，向 量 T 为(–1 –1 +1 –1 +1 +1 +1 –1)。
用户 Aa
时分复用可能会造成线路资源的浪费
时分复用 at
①
Bb b
t②
C
cc
t③
④
D
dt
ab #1
bc
ca dt
#2
#3
#4
4 个时分复用帧
第 2 章 物理层
2.5 信道复用技术
STDM帧的时隙数小
2.5.1 频分复用、时分复用和统计时于分复复用用的用户数。
统计时分复用
用户
STDM帧不是固定地
Aa
时间
第 2 章 物理层
2.5 信道复用技术
2.5.1 频分复用、时分复用和统计时分复用
时分复用
频率
在 TDM 帧中的
位置不变
ABCDABCDABCDABCD …
TDM 帧 TDM 帧 TDM 帧 TDM 帧 TDM 帧
时间
举例:PCM 30/32路系统
第 2 章 物理层
2.5 信道复用技术 2.5.1 频分复用、时分复用和统计时分复用
例如，S 站的 8 bit 码片序列是 00011011。
发送比特 1 时，就发送序列 00011011， 发送比特 0 时，就发送序列 11100100。
S 站的码片序列：(–1 –1 –1 +1 +1 –1 +1 +1)
第 2 章 物理层
2.5 信道复用技术 2.5.3 码分复用
• 每个站分配的码片序列不仅必须各不相同，并 且还必须互相正交(orthogonal)。
0
1551 nm
1
1552 nm
2
分 1553 nm
3
用 1554 nm
4
器 1555 nm
5
1556 nm
6
1557 nm
7
第 2 章 物理层
2.5 信道复用技术 2.5.3 码分复用
常用的名词是码分多址 CDMA
(Code Division Multiple Access)。
各用户使用经过特殊挑选的不同码型，因此彼此 不会造成干扰。
1 m
m i 1
Si Si
1 m
m i 1
S
2 i
1 m
m
(1) 2
i 1
1
• 一个码片向量和该码片反码的向量的规格化内 积值是 –1。
第 2 章 物理层
2.5 信道复用技术
2.5.3 码分复用
数据码元比特
1
1
m 个码片
S 站的码片序列 S 发 送 S 站发送的信号 Sx
端 T 站发送的信号 Tx
S • T
1 m
m i 1
SiTi
1 8
8 i 1
(1 1 1 1 1 1 1 1)
0
这两个码片序列是正交的。
第 2 章 物理层
2.5 信道复用技术 2.5.3 码分复用
• 任何一个码片向量和该码片向量自己的规格化 内积都是1 。
S • S
这种系统发送的信号有很强的抗干扰能力，其频 谱类似于白噪声，不易被敌人发现。
每一个比特时间划分为 m 个短的间隔，称为码片
(chip)。
第 2 章 物理层
2.5 信道复用技术 2.5.3 码分复用
每个站被指派一个惟一的 m bit 码片序列。
如发送比特 1，则发送自己的 m bit 码片序列。
如发送比特 0，则发送该码片序列的二进制反码。
计算机网络
2009年2月~~2009年6月
第 2 章 物理层
2.1 物理层的基本概念 2.2 数据通信的基础知识 2.3 物理层下面的传输媒体 2.4 模拟传输与数字传输 2.5 信道复用技术 2.6 同步光纤网SONET和同步数字系列SDH 2.7 物理层标准举例
第 2 章 物理层
2.5 信道复用技术 2.5.1 频分复用、时分复用和统计时分复用
A: (–1 –1 –1 +1 +1 –1 +1 +1) B: (–1 –1 +1 –1 +1 +1 +1 –1) C: (–1 +1 –1 +1 +1 +1 –1 –1) D: (–1 +1 –1 –1 –1 –1 +1 –1)。
ABCDABCDABCDABCD …
TDM 帧 TDM 帧 TDM 帧 TDM 帧 TDM 帧
时间
第 2 章 物理层
2.5 信道复用技术
2.5.1 频分复用、时分复用和统计时分复用
时分复用
频率
在 TDM 帧中的
位置不变
ABCDABCDABCDABCD …
TDM 帧 TDM 帧 TDM 帧 TDM 帧 TDM 帧
第 2 章 物理层
2.5 信道复用技术 2.5.2 波分复用
波分复用就是光的频分复用。
0
1550 nm
1
1551 nm
2
1552 nm
3
1553 nm 复
4
1554 nm 用
5
1555 nm 器
6
1556 nm
7
1557 nm
8 2.5 Gb/s 20 Gb/s EDFA 120 km
1550 nm
频分复用FDM：所有用户在同样的时间占用不 同的带宽资源。
时分复用TDM：所有用户在不同的时间占用同 样的频带宽度。
第 2 章 物理层
2.5 信道复用技术 2.5.1 频分复用、时分复用和统计时分复用
频分复用
频率 频率 5 频率 4 频率 3 频率 2 频率 1
时间
第 2 章 物理层
2.5 信道复用技术
2.5.1 频分复用、时分复用和统计时分复用
时分复用
频率
在 TDM 帧中的位置不变
BCDABCDABCD …
TDM 帧 TDM 帧 TDM 帧 TDM 帧 TDM 帧
时间
第 2 章 物理层
2.5 信道复用技术
2.5.1 频分复用、时分复用和统计时分复用
时分复用
频率
在 TDM 帧中的
位置不变
0 t
t t t
总的发送信号 Sx + Tx
t
接 收
规格化内积 S Sx
t
端 规格化内积 S Tx
t
•若两个及以上站点同时传输,则双极性信号线性加。
第 2 章 物理层
2.5 信道复用技术 2.5.3 码分复用
例如：A:00011011 B:00101110 C:01011100 D:01000010