计算机网络是计算机技术与通信技术相结合的产物,它实现了远程通信 、远程信息处理和资源共享
(书本P57)
(书本P58)
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网络分类 | 缩写 | 分布距离 | 计算机分布范围 | 传输速率范围 |
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局域网 | LAN | 10m左右 | 房间 | 4Mbps~1Gbps |
局域网 | LAN | 100m左右 | 楼宇 | 4Mbps~1Gbps |
局域网 | LAN | 1000m左右 | 校园 | 4Mbps~1Gbps |
城域网 | MAN | 10km左右 | 城市 | 50Kbps~100Mbps |
广域网 | WAN | 100km以上 | 国家或全球 | 9.6Kbps~45Mbps |
特点:采用总线的形式将所有计算机相连,信息只能在一条线路上传输
优点:成本低,实现简单
缺点:带宽低,延迟高,任何节点发生故障整条总线瘫痪
举例:一个简单的以太网线路就是总线型拓扑的一个例子 。所有计算机通过网线连接到交换机的各个端口上数据只能在这条总线上传输
特点:通过一个中心交换机将计算机互联,形成星型网络
优点:容易扩展,集中管理
缺点: 中央交换机单点故障会瘫痪全网
举例:一个小型办公室的网络就可以采用星型拓扑。计算机通过网线连接到中心的交换机上,形成星型结构
特点:计算机按环形连接,信息只能前进或后退进行传输
优点::故障启闭容易诊断
缺点:数据传输效率低,扩展性差
举例:用的很少
特点:采用分级交换机进行分层管理的方式构建局域网
优点:易于管理和扩展,并行数据传输,性能高
缺点:增加层次会降低效率
举例:一个大型的企业网络可能采用树型拓扑 。计算机先连接到分支交换机上分 支交换机再连接到主干交换机上,实现分级管理
特点:任何节点都能与其他节点互联,不存在集中交换
优点:无中心,任意节点故障不影响全网
缺点:管理复杂,成本高
举例:比特币网络就是一个分布式拓扑的例子网络中的每个节点都是对等的没 有中心机构 。任意两个节点都可以直接通信
计算机网络是利用通信技术将数据从一个结点传送到另一结点的过程
通信技术是计算机网络的基础
信道可分为物理信道和逻辑信道
物理信道由传输介质和设备组成,根据传输介质的不同,分为无线信道和有线信道
逻辑信道是指在数据发送端和接受端之间存在一条虚拟的线路,可以是有连接的或者是无连接的。逻辑信道以物理信道为载体。
发信机进行的信号处理包括信源编码、信道编码 、交织 、脉冲成形和调制 。相反地,收信机进行的信号处理包括 解调 、采样判决 、去交织 、信道译码和信源译码
如果同时传递多路数据就需要复用技术和多址技术。复用技术是指在一条信道上同时传输多路数据的技术,如TDM时分复用、FDM频分复用和CDM码分复用等 。多址技术是指在一条线上同时传输多个用户数据的技术,在接收端把多个用户的数据分离(TDMA时分多址 、FDMA频分多址和CDMA码分多址)。
作为新一代的移动通信技术,5G特征体现在以下方面。
5G网络的主要特征:服务化架构 、网络切片
层 | 功能 | 单位 | 协议 | 设备 |
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1、物理层 | 在链路上透明地传输位。需要完成的工作包括线路配置、确定数据传输模式、确定信号形式、对信号进行编码、连接传输介质。为此定义了建立、维护和拆除物理链路所具备的机械特性、电气特性、功能特性以及规程特性 | 比特 | EIA/TIA RS-232、RS-449、V.35、RJ-45、FDDI | 中继器、集线器 |
2、数据链路层 | 把不可靠的信道变为可靠的信道。为此将比特组成,在链 帧路上提供点到点的帧传输,并进行差错控制、流量控制等 | 帧 | SDLC、HDLC、LAPB、PPPSTP、帧中继等、IEEE802、 ATM | 交换器、网桥 |
3、网络层 | 在源节点-目的节点之间进行路由选择、拥塞控制、顺序控制、传送包,保证报文的正确性。网络层控制着通信子网的运行,因而它又称为通信子网层 | IP分组 | IP、ICMP 、 IGMP 、ARP | 路由器 |
4、传输层 | 提供端-端间可靠的、透明的数据传输,保证报文顺序的正确性、数据的完整性 | 报文段 | TCP、UDP | 网关 |
5、会话层 | 建立通信进程的逻辑名字与物理名字之间的联系,提供进程之间建立、管理和终止会话的方法,处理同步与恢复问题 | 报文段 | RPC、SQL、NFS | 网关 |
6、表示层 | 实现数据转换 (包括格式转换、压缩、加密等),提供标准的应用接口、公用的通信服务、公共数据表示方法 | 报文段 | JPEG、ASCI1、GIF、MPEG、DES | 网关 |
7、应用 | 对用户不透明的提供各种服务,如E-mail | 数据 | Telnet、FTP、HTTP、SMTP、 POP3、DNS、DHCP等 | 网关 |
以太网是一种计算机组网技术
以太网规范IEEE 802.3是重要的局域网协议,包括:
IEEE 802.3 | 标准以太网 | 10Mb/s | 传输介质为细同轴电缆 |
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IEEE 802.3u | 快速以太网 | 100Mb/s | 双绞线 |
IEEE 802.3z | 千兆以太网 | 1000Mb/s | 光纤或双绞线 |
IEEE 802.3ae | 万兆以太网 | 10Gb/s | 光纤 |
DMAC | SMAC | Length/Type | DATA/PAD | FCS |
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DMAC:目的MAC地址
SMAC:源MAC地址
Length/Type:长度/类型
DATA/PAD:数据填充
FCS:校验
最小帧长:64字节
IEEE 802.11
基于TCP的FTP 、HTTP等都是可靠传输。基于UDP的DHCP 、DNS等都是不可靠传输
端口 | 服务 | 端口 | 服务 |
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20 | 文件传输协议(数据) | 80 | 超文本传输协议(HTTP) |
21 | 文件传输协议(控制) | 110 | POP3服务器(邮箱接收服务器) |
23 | Telnet终端仿真协议 | 69 | 简单文件传输协议(TFTP) |
67 | DHCP(服务端) | 68 | DHCP(客户端) |
25 | SMTP简单邮件发送协议 | 161 | SNMP(轮询) |
53 | 域名服务器(DNS) | 162 | SNMP(陷阱) |
数据在网络中转发通常离不开交换机 。人们日常使用的计算机通常就是通过交换机接入网络的。
(1)转发路径学习。根据收到数据中的源MAC地址建立该地址同交换机端口的映射写入MAC地址表中。
(2)数据转发。如果交换机根据数据中的目的MAC地址在建立好的MAC地址表中查询到了,就向对应端进行转发。
(3)数据泛洪。如果数据中的目的MAC地址不在MAC地址表中,则向所有端口转发也就是泛洪。广播帧和组播帧向所有端口(不包括源端口) 进行转发。
(4)链路地址更新。MAC地址表会每隔一定时间 (如300s ) 更新一次。
路由器工作在OSI七层协议中的第3层,即网络层。其主要任务是接收来源于一个网络接口的数据包,通常根据此数据包的目地址决定待转发的下一个地址(即下一跳地址)。路由器中维持着数据转发所需的路由表,所有数据包的发送或转发都通过查找路由表来实现。这个路由表可以静态配置,也可以通过动态路由协议自动生成。
一般来说,路由协议可分为内部网关协议 (IGP) 和外部网关协议(EGP) 两类。
网络建设工程可分为网络规划 、网络设计和网络实施三个环节。