西安鹏程张建宁老师主讲:计算机网络基础(听课笔记)
第一章:计算机网络概述
第三讲:网络硬件配置实例
一般PC机用作服务器,理论上同时可访问的计算机不能超过十台,实际上有二十台同时访问速度会明显变慢。自己可以设置一个共享文件夹,让同班同学下载,如超过二十个,你会感觉到鼠标移动都缓慢了。如果是专用服务器就好多了,一般能支持5000台,除了硬件性能外,还采用了负载均衡等技术。
第四讲:网络概念和组成
以语音通讯为主的网络为电话网络(PSTN/GSM/CDMA)、以电视通讯为主的网络为电视网络、以数据通讯为主的网络为数据通讯网络(INTRANET/INTERNET)。
计算机网络就是通讯技术与计算机技术的结合。未来网络是“三网融合”。
组成:服务器、工作站、外围设备、通信协议(一种特殊的软件)
第五讲:计算机网络的分类
按拓扑分:总线、星形、环形
按介质控制方式:以太网和令牌环网
按交换方式:帧交换、信元交换、电路交换等
数据传输率:10M/100M/1000M
覆盖范围:局域、城域、广域。这是常用的分类。
通信子网:包括两部分:通信信道、转接设备(专用计算机)。
互联网:多个不同的网络系统互相连接,就构成世界范围的互联网,这些不兼容的网络通过网关连接起来,并由网关完成相应的转换功能。
第六讲:主流的网络操作系统
第七讲:网络拓扑结构详述
第二章:网络互联设备
第一讲:网络拓扑结构
总线形:介质为同轴电缆。成本低,易建网。线路争用,同一时只能有一个设备传输数据,其它处于等待状态;只要有一段线路出问题,整个网络便瘫痪。现在只用于食堂、停车场等数据量小的区域。
环形拓扑,主要用在城域网,或是大型局域网的核心部分。一般局域网用的少。用双环实现容错。通过交换机,还可实现逻辑上的环形结构。
网状结构:大网络中,要求节点两两之间都要有连接,采用该结构。容错好,分担负荷好,但线缆多,容易形成环路。
第二讲 网络传输介质
有线介质:
电缆:
同轴电缆:一般用于总线型。标准有:粗缆(10BASE5)/细缆(10BASE2)
双绞线:应用最广、价格低。UTP(非屏蔽)/STP(屏蔽)。标准有:10BASE-T(3类)20BASE-T(4类)/100BASE-T(5类)/200BASE-T(6类)/1000BASE-T(7类)
制作水晶头(RJ-45):
直通线:两端线序一样,常用于不同设备间相连
交叉线:两端线序不一样,常用于相同设备间相连
光纤:与光缆不一样(将光纤包覆后才是光缆)。标准:单模/多模(性能差)
无线介质:
无线电:
微波:
卫星信号:
激光:
红外线:
第三讲:常用网络互联设备的工作原理
以下是网络设备的分类:
网卡:实现数据收发,还有过滤、优化、管理功能。传输的是帧。
中继器:只有两个接口。局域网中用的较少。一般控制距离1000M左右。
集线器:多个接口,本质上就是一个多接口的中继器。主要用于星形结构的中心设备
在用集线器组建局域网时,是共享带宽的。
网桥:用于分割局域网的。常用于外网租用电路接入和无线局域网内联。
交换机:就是多单口的网桥。样子与集线器相似,但功能更强大。主要指标:背板=各端口和
与集线器区别:一是工作的层次不同(物理层,数据链路层);二是传输的方式不同(比特流/广播式、帧/转发式);三是带宽占用方式不同(争用、独占)
网关:也称协议转换器,工作在网络所有层次上,用于连接类型不同、协议差别较大的计算机网络。如下图:网关在两个网络之间充当翻译角色(令牌网、环网之间)
路由器:多端口,实现不同局域网和广域网之间的互联。工作在第三层(网络层);实际上是充当网关角色,默认网关就是路由器的IP地址。
集线器、中继器只需要连接就能使用,但交换机、路由器都需要配置才能使用。
我们可以这样想:如果两台计算机连接,可以用电缆,距离长的话就加中继器;如果多台连接可以用集线器;如果因多台连接性能受损,可以利用交换机/网桥连接(解决争用带宽问题);如果要连接不同类型或协议的网络,就需要用路由器/网关。
第三章:网络标准和OSI模型
第一讲:网络标准化组织
IEEE:电气与电子工程师学或称为I-3-E
ISO:国际标准化组织
IEEE802网络规范:
802.3:以太网包括介质和接口所有形式
802.11:无线网络对于多种广播频率及技术的无线网络标准
什么是协议:是个软件,需要讲相同“语言”,对语言规范的一组规则就是协议。
协议的三个要素:语法(格式)、语义(功能)、时序(收发顺序)。如银行转账。
协议分层意义:相对独立,层次间用接口相连。例如:文件或电子邮件服务模块的设计,不必关心底层通信线路是光纤还是双绞线
服务与服务访问点(SAP):下层为上层提供服务,上层为下层提供指令。不能跨层操作。
服务类型:
面向连接服务:如打电话,需要先建立连接,数据包不需要携带目的地址,可靠性高。信道利用率低
无连接服务:如发信息,不需要建立连接,需要携带目的地址。不保证传输可靠性(短信不一定能收到)
服务元素:请求(拨号)-指示(被呼叫用户电话铃响)-响应(被呼叫用户摘机)-确认(呼叫方听到拨号音停止,对方开始收听)如下图:
OSI协议模型:
各层功能:
封闭与解封闭:
物理层功能;网络的基础,为数据传输提供可靠环境,如公路是汽车通行的基础一样。
数据链路层功能:数据链路的建立、维护、和拆除;帧包装、帧传输、帧同步;帧的差错恢复;流量控制。
以太网:主要在数据链路层。我们平常使用的局域网就是以太网。解决三个问题:信道(介质)的访问控制方式(CSMA/CD,主机赿多效率越低);寻址(MAC地址);规范的格式(语言)(帧格式)。
以太网交换机:能够根据以太网帧中目标地址智能的转发数据;交换分割冲突域,实现全双工通信。
关于冲突域:集线器是一个冲突域(多条线路共享一个背板带宽),而交换机的一个端口就是一个冲突域(背板带宽是每个端口带宽之和)。如下图:
交换机数据转发原理:转发(依据目标地址单播数据帧);学习(源地址);广播(如果表中没有目的地址,就广播数据帧);更新(五分钟不通信就清除。入端口与原来的源地址不同就更新)
单工:如广播。半双工:如对讲机。全双工:如电话。
冲突域与广播域:
网络层:
定义了基于IP协议的逻辑地址;连接不同的某介类型;选择数据通过网络的最佳路径。
路由和交换的对比:(1)路由工作在网络层,交换工作在数据链路层;
(2)路由表“路由”寻址,MAC地址表“交换”寻址;
(3)路由隔离广播域,交换隔离冲突域;
传输层:
网络层提供点到点的连接,而传输层提供端到端的连接,靠端口访问不同服务,找到相应应用进程。
会话层:建立、管理、中断会话。多线程同时执行一个任务,加快下载速度。
表示层:编码、解码、加密、解密等
应用层:应用程序。
高三层在软件开发时整体实现