• 计算机网络概述

• 计算机网络的定义

• 计算机网络是一组自治计算机互连的集合
• 计算机网络基本功能

• 资源共享

• 分布式处理与负载均衡

• 综合信息服务

• 计算机网络类型

• 局域网（LAN）

• 由用户自行建设，使用私有地址组建的内部网络
• 城域网（MAN）

• 有运营商或大规模企业建设，连接城市范围的网络
• 广域网（WAN）

• 有运营商建设，连接全国每个城域网的网络，又称骨干网、核心网、传输网

• 网络拓扑

• 定义

• 网络设备连接排列的方式
• 分类

• 总线型拓扑

• 所有设备共享一条公共线路

• 线路中断会导致所有设备中断通讯

• 环形拓扑

• 所有设备共享一条环形总线

• 传输性能优于总线型拓扑

• 星型拓扑

• 其他节点都与中央节点直接相连

• 某条线路中断不会影响其他节点

• 中央节点故障会导致全网中断

• 树型拓扑

• 星型拓扑的进一发散型

• 优点

• 结构简单，组网成本低

• 维护管理容易

• 缺点

• 中央节点压力大

• 可靠性差

• 网状拓扑

• 节点之间多条线路可达

• 优点

• 可靠性高
• 缺点

• 组网成本高

• 维护管理复杂

• 衡量网络性能的指标

• 带宽

• 定义

• 单位时间内能够传输的数据总量

• 单位：bps

• 带宽越大，网络质量越好

• 延迟

• 定义

• 数据从一个字节到达另一个字节消耗的时间

• 单位：ms 1/1000秒

• 延迟越低，网络质量越好

• 数据单位：

• 1Kb=1024b

• 1Mb=1024Kb

• 1Gb=1024Mb

• Byte

• 字节，一个数字或字母占用1字节，一个汉字占用2字节
• bit

• 比特 1Byte=8bit

• 协议和标准

• 协议

• 数据通信双方遵守的通讯规则
• 标准

• 公认的，所有厂商所公共遵守协议规则
• 标准化组织

• 制定定义国际公认参与标准的组织团队

• 常见国际标准组织

• ISO

• 国际标准化组织
• IEEE

• 电子商务工程师协会

• 网络参考模型

• OSI参考模型

• 产生背景

• 各大IT设备厂只支持自己的私有协议，跨厂商设备兼容性差
• 用户购买和维护成本高
• 不利于网络技术发展

• 概念

• 定义了网络中设备所遵守的层次结构

• 优点

• 开房的标准化接口，协议不再封闭
• 多厂商设备兼容
• 易于理解、学习和更新协议标准
• 实现模块化工程，降低开发难度
• 便于故障排除

• 分层

• 应用层

• 为应用程序进程提供网络服务

• 表示层

• 定义数据格式、结构；数据加密、压缩

• 会话层

• 建立、维护、拆除应用程序间的会话
• 区分同一个应用程序的不同访问量

• 传输层

• 数据分段、建立端到端连接、维护传输可靠性
• 端口用于区分同一台计算机上的不同应用程序
• TCP：可靠的传输
• UDP：不可靠的传输

• 网络层

• IP地址寻址、路由

• 数据链路层

• MAC地址（物理地址）寻址

• 物理层

• 定义电压、接口、线缆标准、传输距离、传输介质等物理参数

• OSI参考模型的问题

• 划分层次过多，会话层、表示层存在意义不大
• IP协议成为事实的网络层协议唯一协议

• TCP/IP参考模型

• 4层划分方法

• 应用层

• 会话层
• 表示层
• 应用层

• 传输层
• 网络层
• 网络接口层

• 物理层
• 数据链路层

• 5层划分方法

• 应用层

• 会话层
• 表示层
• 应用层

• 传输层
• 网络层
• 数据链路层
• 物理层

• 数据封装和解封装

• 定义

• 封装：在原给数据的基础上加入一些额外信息形成新的格式
• 解封装：拆除掉封装的额外信息，还原原始数据

• TCP/IP分层封装

• 应用层：数据
• 传输层：数据块
• 网络层：数据包
• 数据链路层：数据帧
• 物理层：比特流

• 数据封装和解封过程

• 数据发送时，从上至下逐层发送
• 数据接收时，从上至下逐层解封装
• 只有拆除外层封装，才能看到内层封装

• 局域网基本原理

• 使用的协议及线缆

• 物理层

• 双绞线
• 同轴电缆
• 光纤
• 无线电

• 数据链路层

• 以太网

• 唯一事实标准

• 令牌环

• 淘汰

• FDDI

• 光纤分布式接口 淘汰

• 网络层

• IP

• 唯一事实标准

• IPX

• 淘汰

• Apple talk

• 淘汰

• 局域网设备

• 集线器

• 内部为总线型拓扑
• 任意时间只能由一台主机占用总线，连接的所有设备位于统一冲突域
• 工作在物理层，没有寻址能力，所有数据泛洪转发

• 交换机

• 内部每两个接口都有一条独立线路，每个接口都是独立的冲突域
• 工作在数据链路层，基于MAC地址寻址，数据可单点转发

• 冲突域

• 设备发送数据会产生冲突的网络范围
• 集线器的所有接口在同一个冲突域
• 交换机的每个接口都是独立的冲突域

• CSMA/CD

• 带冲突域的载波侦听多路访问

• 局域网线缆

• 双绞线

• 线型

• 直连线

• 异类直线
• 两段线序一致

• 交叉线

• 同类交叉
• 两段线序不一致

• 线序

• T568A

• 白绿、绿、白橙、蓝、白蓝、橙、白粽、棕

• T568B

• 白橙、橙、白绿、蓝、白蓝、绿、白粽、棕

• 超五类线

• 1 2 3 6 （1、3 ，2、6两对线使用，一对负责发送，一对负责接收，为什么分开？防止受到干扰）

• 接口类型

• RJ-45
• RJ-11

• 光纤

• 多模光纤

• 纤芯较粗，可传递多种光源
• 传输距离短；成本低

• 单模光纤

• 纤芯较细，只能传递一种光源
• 传输距离远；成本高

• 广域网基本原理

• 使用的协议及线段

• 物理层

• 串行线段

• 某些场景使用

• 光纤

• EPON

• 数据链路层

• HDLC

• 淘汰

• 帧中继：

• 淘汰

• PPP

• 某些场景使用
• 点到点协议

• 以太网

• 某些场景使用

• 网络层

• IP

• 唯一事实标准

• 连接方式

• 电路交换

• PSTN
• ISDN

• 淘汰

• （电路交换连接：按需拨号建立连接，独占线路，带宽固定）

• 分组交换

• 帧中继
• 淘汰
• 专线（点到点永久性独占线路，固定带宽 典型技术：异步模拟专线，同步数字专线）

• ADSL
• EPON

• 广域网接入分类

• 接入到互联网
• 远程连接到分支机构

• 高速专线
• VPN