计算机网络
考点归纳
1、网络基础
网络的分类、网络拓扑结构、OSI参考模型
2、网络协议
各种常见的网络协议及各协议对应的网络层次
3、网络设备
各类双绞线、各类光纤、交换机、三层交换机、路由器、网卡、网桥、集线器等
4、IP地址
一些常见的具体特殊作用的IP地址、子网掩码、子网划分及路由汇聚
5、网络管理
基本概念、网络管理协议、网络管理常用命令
一、网络的功能、分类与组成
一、计算机网络定义
计算机网络是指将地理位置不同的具有独立功能的多台计算机及其外部设备，通过通信线路连接起来，在网络操作系统、网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下，实现资源共享和信息传递的计算机系统。
二、计算机网络的分类
按传输距离分为
局域网(LAN) 一般分布在几米到几公里范围。
城域网(MAN) 一般分布在几公里到几十公里或一个城区。
广域网(WAN) 一般分布在数十公里到几千公里。
按工作模式分为
对等网络
基于服务器的网络
按传输介质分为
有线网络分为双绞线网络、同轴电缆网络、光纤网络、光纤同轴混合网络等。
无线网络分为无线电、微波、红外等。
- 1、双绞线
把两根互相绝缘的铜导线并排放在一起，然后用规则的方法绞合起来就构成了双绞线。绞合可减少对相邻导线的电磁干扰。
(1)布线标准
EIA/TIA的布线标准中规定了两种双绞线的线序，分别是 T568A与T568B T568A线序为：白绿 绿 白橙 蓝 白蓝 橙 白棕 棕
T568B线序为：白橙 橙 白绿 蓝 白蓝 绿 白棕 棕
(2) 直通线与交叉线
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直通线：是指线缆两端的线序排列完全相同的网线(两端全 部使用T568A，或者两端全部使用T568B)。
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交叉线：是指线缆两端的线序一端按照T568A标准连接， 另一端按照T568B标准连接。
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2、同轴电缆
由内导体铜质芯线、绝缘层、网状编织的外导体屏蔽层以及保护塑料外层所组成，广泛用于传输较高速率的数据。
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3、光纤
是光导纤维的简写，是一种由玻璃或塑料制成的纤维，可作为光传导工具。传输原理是光的全反射。
光纤按传输方式可分为
多模光纤
单模光纤
1．多模光纤
多模光纤是在给定的工作波长上能以多个模式同时传输的光纤。
多模光纤的光源为发光二极管，发出的可见光定向性较差，光以 不同的角度进入纤芯。存在许多条不同角度入射的光线在一条光纤中传输，多模光纤适合于近距离传输。
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2．单模光纤
单模光纤的直径减小到只有一个光的波长大小，它可使光线沿直线传播，而不会产生多次反射。传输频带宽，传输容量大。 单模光纤的光源使用定向型很好的激光二极管。 单模光纤的损耗较小，传输距离远。
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3、无线电
无线电的频带是有限的。上限为在300GHz（吉赫弦），而下限 频率在各类规范中不统一，常见的说法有三种分别为3kHz～ 300GHz（国际电信联盟规定）、9kHz～300GHz、10kHz～ 300GHz。- 中波主要沿地面传播，绕射能力强，适用于广播和海上通信。
- 短波具有较强的电离层反射能力，适用于环球通信
- 超短波和微波的绕射能力较差，可作为视距或超视距中继通信。
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4、微波
微波是指频率在0.3GHz～300GHz范围的电磁波，目前主要是使用2GHz～40GHz的频率范围。
陆地微波系统的主要用途是完成远距离远程通信服务和楼宇间 建立短距离的点对点通信。 -
5、红外线
红外线的主要特点- (1)不能穿透坚实的物体，防窃听的安全性要比无线电系统好。
- (2)几乎不会受到电气、天电、人为干扰，抗干扰性强。
- (3)红外线通信机体积小，重量轻，结构简单，价格低廉。
- (4)必须在直视距离内通信，且传播受天气的影响。
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6、激光
激光通信系统组成设备包括发送和接收两个部分。
激光通信的优点： 通信容量大。 保密性强。 结构轻便，设备经济。
激光通信的缺点： 距离限于视距（数公里至数十公里范围），易受气候影响。
瞄准困难。激光束有极高的方向性，这给发射和接收点之间 的瞄准带来不少困难。
三、计算机网络的组成
计算机网络由资源子网和通信子网组成。
1.服务器 2.工作站 3.通信设备 4.传输介质
四、网卡（NIC）
又称网络适配器。用于计算机和网络电缆之间的物理连接。 网卡完成物理层和数据链路层的大部分功能。
每块网卡都有一个唯一的地址，称为MAC地址或物理地址， 采用十六进制数表示，共六个字节（48位）。前三个字节是 厂家编码，后三个字节由各厂家自行指派。
五、中继器(Repeater)
是工作在物理层设备。适用于完全相同的两类网络的互连， 主要功能是通过对数据信号的复制、整形、放大再发送，来扩大网络传输的距离。
六、集线器
具有中继器的功能，区别在于集线器能够提供多端口服务， 也称多口中继器。集线器是物理层设备。
集线器不具备交换机所具有的MAC地址表，所以它发送数据时是没有针对性的，而是采用广播方式发送。
集线器所有端口是一个冲突域，所有的端口是一个广播域。
七、交换机
也称多端口网桥，工作在数据链路层，能够识别帧的内容。
交换机在同一时刻可进行多个端口对之间的数据传输。每一端口都可视为独立的网段，连接在其上的网络设备独自享有全部的带宽，无须同其他设备竞争使用。
交换机每一个端口是一个冲突域，所有的端口是一个广播域。
二层交换与三层交换
1)二层交换
二层交换是以硬件的方式执行网桥的功能。通过MAC地址进 行转发，同时将端口、所涉及的MAC地址及对应关系记录在地址表中。
2)三层交换
三层交换技术就是：二层交换技术+三层转发技术，它解决了 局域网中网段划分之后，网段中子网必须依赖路由器进行管理 的局面。
三层交换机在对第一个数据流进行路由后，会产生一个MAC 地址与IP地址的映射表，当同样的数据流再次通过时，将根据 此表直接从二层交换而不是再次路由，从而消除了路由器进行 路由选择而造成网络的延迟，提高了数据包转发的效率。
八、路由器
路由器是网络层的互联设备，用于连接多个逻辑上分开的网络， 所谓逻辑网络就是拥有独立网络地址的网络。
路由器的工作就是为经过路由器的每个数据帧寻找一条最佳传 输路径，并将该数据帧有效地传送到目的站点。
路由器每个端口是一个冲突域，每个端口是一个广播域。
二、网络协议与标准
一、OSI网络参考模型
1.物理层 2.数据链路层 3.网络层 4.传输层 5.会话层 6.表示层 7.应用层
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1、物理层
是OSI参考模型的最低层或第一层。 物理层协议要解决的是主机、工作站等数据终端设备与通信 线路上通信设备之间的接口问题。用4个技术特性来描述： 机械特性 电气特性 功能特性 规程特性
(1)机械特性
规定了DTE和DCE之间的连接器形式，包括连接器形状、几何尺寸、引线数目和排列方式等。
(2)电气特性
规定了发送器和接收器的电气参数及其他有关电路的特征。如1和0的各自电压的大小,每比特持续多少微秒等。电气特性决定了传送 速率和传输距离。
(3)功能特性
接口信号分为数据信号、控制信号和时钟信号。功能特性对接口各信号线的功能给出确切的定义，说明某些连线上出现的某一电压表示的意义。
(4)规程特性
规定了DTE和DCE之间各接口信号线实现数据传输的操作过程 （操作顺序）。 -
2、数据链路层(DataLink)
建立、维持和释放网络实体之间的数据链路，这种数据链路对网络层表现为一条无差错的信道。
数据链路层通常把流量控制和差错控制合并在一起。
数据链路层分为MAC（媒介访问控制层）和LLC（逻辑链路控制层）。
服务访问点为MAC地址。 -
3、网络层(Network)
属于通信子网，网络层解决的问题是路由选择、网络拥塞、异构网络互联等问题，其服务访问点为逻辑地址（网络地址）。 代表性协议有IP，IPX协议等。 -
4、传输层( Transport)
实现发送端和接收端的端到端的数据分组传送，负责保证实现数据包无差错、按顺序、无丢失和无冗余的传输。服务访问点为端口。 代表性协议有TCP，UDP，SPX协议等。 -
5、会话层( Session)
会话层主要功能是管理和协调不同主机上各种进程之间的通 信（对话），即负责建立、管理和终止应用程序之间的会话。 -
6、表示层(Prsentation)
表示层处理流经结点的数据编码的表示方式问题，以保证一个系统应用层发出的信息可被另一系统的应用层读出。
应用层可以根据其服务解释数据的含义。通常包括数据编码的约定、本地句法的转换、数据压缩与解压缩。例如，JPEG， ASCII，GIF，DES，MPEG等 -
7、应用层(Application)
直接为端用户服务，提供各类应用程序的接口和用户接口。例如，HTTP，Telnet，FTP，SMTP等。
三、网络结构与通信
一、按拓扑结构分类
按拓扑结构可将计算机网络分为
总线型拓扑结构 星型拓扑结构 环型拓扑结构
树型拓扑结构 网状拓扑结构
1、总线型拓扑结构
用单总线把各计算机连接起来。
优点：建网容易，增减节点方便，节省线路。
缺点：重负载时通信效率不高。
2、星型拓扑结构
每个终端或计算机都以单独（专用）的线路与中央设备相连。中央设备一般是交换机（集线器）。
优点：结构简单，建网容易，延迟小，便于管理。
缺点：成本高，中心节点成为系统的瓶颈。
3、环型拓扑结构
所有计算机和接口设备连接成一个环，可以是单环，也可以是双环。环中信号是单向传输的。双环网络中两个环上信号的传输方向相反。 特别适合实时控制的局域网系统。
4、树型拓扑结构
节点组织成树状结构，具有层次性。
它具有较强的可折叠性，非常适用于构建网络主干，还能够有效地保护布线投资。这种拓扑结构的网络一般采用光纤作为网络主干，用于军事单位，政府单位等上、下界限相当严格和层次分明的部门。
5、网状拓扑结构
每个节点至少有两条路径与其他节点相连。
- 优点：可靠性高、可改善线路的信息流量分配、可选择最佳路径，传输延迟小。
- 缺点：控制复杂，线路成本高。
网状拓扑结构一般用于Internet骨干网上。
二、典型拓扑结构图
