《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：

1. (独立计算机 通信线路连接 实现资源共享)
2. 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。
3. 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