计算机网络概述

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    一、网络概述

OSI参考模型（数据通信

  1. 应用层: 所有能产生网络流量的程序

  2. 表示层: 传输之前是否进行加密or压缩处理

  3. 会话层: 区分来的数据是属于哪一个窗口的(会话),访问网站建立会话

    *   查看是否存在木马: netstat -n -b

  4. 传输层: 可靠传输 流量控制

    • 可靠传输：在网络中丢包了,只要server没有收到client的包,则server一直发包,直到确定
    • 流量控制:
    • 不可靠传输: 一个包可以搞定的事情不需要建立会话(DNS)

  5. 网络层:

    *  选择最佳路径(可以指定路径：静态路由)
   *  规划IP地址

  6. 数据链路层 （ 如 交换机

    • 帧的开始和结束

    • 透明传输

    • 差错校验

  7. 物理层

    • 网络设备接口标准

排错:

  1. 物理层: 网线2口,一口收,1口发,查看收发的字节数,判断是否是传输介质的问题

  2. 数据链路层:

    1. MAC地址冲突
    2. 欠费
    3. 交换机和服务器的网卡接口 传输速度 不统一
    4. 计算机连接到错误的vlan(virtual local area network:虚拟局域网)

  3. 网络层:

    1. 网段配置错误
    2. 网关配置错误 (路由器地址),所以无法访问其他网段
    3. 路由器不知道数据包要到达的地址(网段),导致丢包

  4. 上面的就是程序员的问题了…

数据封装过程

  1. 应用层 : 原始数据
  2. 传输层：TCP头 + （原始数据）= 数据段/消息
  3. 网络层： IP头 + （TCP头 + 原始数据）= 数据包
  4. 数据链路层：MAC头 + （IP 头 + TCP头 + 原始数据）+ 校验值 = 数据帧
  5. 物理层 1010100101… = Bit
  • client收到数据包后解包就行了

网络性能

  1. 速率

    连接在计算机网络上的主机在数字信道上传送**数据位数(bit)**的速率：data rate / bit rate

    b/s kb/s Mb/s Gb/s

  2. 带宽

    数字信道所能传送的最高数据率

    • 带宽影响的是数据从计算机发送到信道上的速率
    • 传播速度由信道的介质决定

  3. 吞吐量

    吞吐量

    单位时间内通过某网络的数据量

  4. 时延

    1. 发送时延 = 数据块长度 / 信道带宽

二、物理层

2.1 物理层基本概念

  1. 主要任务:

    • 确定 传输媒体接口 的特性:
    1. 机械特性: 形状,大小,引线数
    2. 电气: 确定电压范围
    3. 功能特性：5v为1 0v为0
    4. 过程特性：建立连接时各个部分的工作步骤

2.2 数据通信的基础知识

  1. 调制解调器：将数字信号（离散的01010)翻译成可沿着电话线传送的模拟信号（连续的）

    > 数据：运送消息的实体

    信号：数据的电气或电磁上的表现

    模拟信号：取值连续

    数字信号：取值离散

    码元： 使用波形表示数字信号时，代表不同的离散数值的基本波形称为码元

    例如: ^的波形代表十进制数字3,那么二进制为011,该码元携带了3bit的信息

    • 1码元可以携带n bit的信息量

  2. 信道的概念

    1. 一般表示向一个方向传送信息的媒体
      • 单项通信（单工通信）：只能有一个方向的通信而没有反方向的交互
      • 双向交替通信（半双工通信）双方都可以收发,但不说同时收或者同时发
      • 双向同时通信（全双工通信）：通信的双方可以同时发送和接收信息

  3. 基带信号 和 带通信号

    1. 基带信号（基本频带信号）

      计算机输出的代表各种文字或者图像文件的数据信号都属于基带信号,

      因为传输距离近，所以基带信号的衰减不大，信号内容不会发生变化，所以距离近传输采用基带信号

      计算机发出的都是基带信号：

      例如：计算机到显示器，打印机等外设的信号

    2. 带通信号

      把基带信号经过载波调制后,把信号的频率范围搬移到较高的频段。以便在信道中传输

      调制方法:

      1. 调幅
      2. 调频
      3. 调相

  4. 奈氏准则

    在信道无干扰的条件下（理想条件下），为了避免码间串扰,码元的传输速率有上限值

    理解：光纤的带宽高，则单位时间上传的数据密集比铜线密集,如果可能导致接收方无法识别码元（n bit）

  5. 信噪比

    信道的极限信息传输速率C表示为：

    $C=W *log_{2}(1+S/N)$

    • $W$:信道带宽
    • $S$:信道内所传信号的平均功率
    • $N$: 信道内部的高斯噪声功率

2.3 物理层下的传输媒体

  1. 导向传输媒体

    ​ 有线传输

  2. 非导向传输媒体

    ​ 无限传输

  1. 集线器（现在都用交换机）:

    广播信号,只起到信号方法和重发的作用,目的是扩大网络的传输范围,和集线器连接的计算机中2台通讯会占线，

2.4 信道复用 (复用->信道->分用)技术

  1. 频分复用

    信道上用户的信号频率不同,接 收端通过频率来区分

    例如: 打电话

  2. 时分复用

    按时间来将传送数据排序

    某时刻:所有人要传送的数据的一块按顺序在信道中排列成一帧,所有数据按照顺序组成n帧,接收端按照顺序收信号,

  3. (统计时分复用): 同一时间随便去数据组成一帧,,给数据帧中的每个人的数据加标记,接收端过滤

  4. 波分复用 (按照光的频率复用:光的频分复用)

2.5 数字传输系统

  1. e1 和 t1标准

2.6 宽带接入技术（接入internet

  1. ADSL（Asymmertric digital subscriber line:非对称数字用户线路)

    1. 利用DMT技术，低频留给传统电话用,高频给上网用,

      所以在电话线接入家里之前还有 电话分离器 把 电话信号接家里电话，其他信号分给家里电脑网卡,远端同理

    2. DMT技术:

      高端频谱划分为许多的子信道,25个上行,249个下行信道,（人为调制频谱,应该能实现上下信道个数相同）每个信道的频率都不相同（频分复用）

      多信道是怎么传串行的数据流的呢？，

      有转换器能实现并行和串行的数据转换，从而把数据分摊到多个信道上

    3. 电话线能通过的频率有限,

三、数据链路层

  1. 信道类型:

    点对点信道： 一对一的点对点通信方式

    广播信道：一对多的广播通信方式

  2. 链路与数据链路：

    链路: 一条点对点的物理线路段,（如交换机和电脑相连的线就是链路）

    数据链路：物理路线 + 通信协议来控制数据的传输，如果链路上有实现这些协议的硬件和软件,那么这条链路称为数据链路

    一般使用适配器（网卡）来实现协议的（硬件和软件）,一般的适配器都包括了数据链路层和物理层这2层的功能

  3. 帧

    网络层将来自传输层的数据段加上IP头封装成数据包，由数据链路层加上帧头+校验值+帧尾

3.1 封装成帧

3.2 透明传输

  • 例如加上转义字符解决中间出现结束标记

3.3 差错控制(差错检测)

计算机网络

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