張建寧老師主講：計算機網絡基礎（筆記）

西安鵬程張建寧老師主講：計算機網絡基礎（聽課筆記）

 

第一章：計算機網絡概述

 

第三講：網絡硬件配置實例

 

通常PC機用做服務器，理論上同時可訪問的計算機不能超過十臺，實際上有二十臺同時訪問速度會明顯變慢。本身能夠設置一個共享文件夾，讓同班同窗下載，如超過二十個，你會感受到鼠標移動都緩慢了。若是是專用服務器就好多了，通常能支持5000臺，除了硬件性能外，還採用了負載均衡等技術。

 

第四講：網絡概念和組成

 

以語音通信爲主的網絡爲電話網絡（PSTN/GSM/CDMA）、以電視通信爲主的網絡爲電視網絡、以數據通信爲主的網絡爲數據通信網絡(INTRANET/INTERNET)。

計算機網絡就是通信技術與計算機技術的結合。將來網絡是「三網融合」。

 

組成：服務器、工做站、外圍設備、通訊協議（一種特殊的軟件）

 

第五講：計算機網絡的分類

 

按拓撲分：總線、星形、環形

按介質控制方式：以太網和令牌環網

按交換方式：幀交換、信元交換、電路交換等

數據傳輸率：10M/100M/1000M

覆蓋範圍：局域、城域、廣域。這是經常使用的分類。

 

通訊子網：包括兩部分：通訊信道、轉接設備（專用計算機）。

 

互聯網：多個不一樣的網絡系統互相鏈接，就構成世界範圍的互聯網，這些不兼容的網絡經過網關鏈接起來，並由網關完成相應的轉換功能。

 

第六講：主流的網絡操做系統

 

第七講：網絡拓撲結構詳述

 

第二章：網絡互聯設備

 

第一講：網絡拓撲結構

 

總線形：介質爲同軸電纜。成本低，易建網。線路爭用，同一時只能有一個設備傳輸數據，其它處於等待狀態；只要有一段線路出問題，整個網絡便癱瘓。如今只用於食堂、停車場等數據量小的區域。

 

 

 

 

環形拓撲，主要用在城域網，或是大型局域網的核心部分。通常局域網用的少。用雙環實現容錯。經過交換機，還可實現邏輯上的環形結構。

 

 

網狀結構：大網絡中，要求節點兩兩之間都要有鏈接，採用該結構。容錯好，分擔負荷好，但線纜多，容易造成環路。

 

 

第二講 網絡傳輸介質

 

有線介質：

電纜：

同軸電纜：通常用於總線型。標準有：粗纜（10BASE5）/細纜（10BASE2）

雙絞線：應用最廣、價格低。UTP（非屏蔽）/STP（屏蔽）。標準有：10BASE-T（3類）20BASE-T(4類)/100BASE-T(5類)/200BASE-T(6類)/1000BASE-T(7類)

製做水晶頭（RJ－45）：

 

直通線：兩端線序同樣，經常使用於不一樣設備間相連

交叉線：兩端線序不同，經常使用於相同設備間相連

 

 

光纖：與光纜不同（將光纖包覆後纔是光纜）。標準：單模/多模（性能差）

 

 

無線介質：

無線電：

微波：

衛星信號：

激光：

紅外線：

 

第三講：經常使用網絡互聯設備的工做原理

 

如下是網絡設備的分類：

 

 

網卡：實現數據收發，還有過濾、優化、管理功能。傳輸的是幀。

中繼器：只有兩個接口。局域網中用的較少。通常控制距離1000M左右。

集線器：多個接口，本質上就是一個多接口的中繼器。主要用於星形結構的中心設備

 

 

在用集線器組建局域網時，是共享帶寬的。

網橋：用於分割局域網的。經常使用於外網租用電路接入和無線局域網內聯。

 

交換機：就是多單口的網橋。樣子與集線器類似，但功能更強大。主要指標：背板＝各端口和

 

與集線器區別：一是工做的層次不一樣（物理層，數據鏈路層）；二是傳輸的方式不一樣（比特流/廣播式、幀/轉發式）；三是帶寬佔用方式不一樣（爭用、獨佔）

網關：也稱協議轉換器，工做在網絡全部層次上，用於鏈接類型不一樣、協議差異較大的計算機網絡。以下圖：網關在兩個網絡之間充當翻譯角色（令牌網、環網之間）

 

 

路由器：多端口，實現不一樣局域網和廣域網之間的互聯。工做在第三層（網絡層）；其實是充當網關角色，默認網關就是路由器的IP地址。

 

集線器、中繼器只須要鏈接就能使用，但交換機、路由器都須要配置才能使用。

咱們能夠這樣想：若是兩臺計算機鏈接，能夠用電纜，距離長的話就加中繼器；若是多臺鏈接能夠用集線器；若是因多臺鏈接性能受損，能夠利用交換機/網橋鏈接（解決爭用帶寬問題）；若是要鏈接不一樣類型或協議的網絡，就須要用路由器/網關。

 

第三章：網絡標準和OSI模型

 

第一講：網絡標準化組織

IEEE：電氣與電子工程師學或稱爲I-3-E

ISO：國際標準化組織

 

IEEE802網絡規範：

802.3：以太網包括介質和接口全部形式

802.11：無線網絡對於多種廣播頻率及技術的無線網絡標準

 

什麼是協議：是個軟件，須要講相同「語言」，對語言規範的一組規則就是協議。

協議的三個要素：語法（格式）、語義（功能）、時序（收發順序）。如銀行轉帳。

 

協議分層意義：相對獨立，層次間用接口相連。例如：文件或電子郵件服務模塊的設計，沒必要關心底層通訊線路是光纖仍是雙絞線

 

服務與服務訪問點（SAP）：下層爲上層提供服務，上層爲下層提供指令。不能跨層操做。

 

服務類型：

面向鏈接服務：如打電話，須要先創建鏈接，數據包不須要攜帶目的地址，可靠性高。信道利用率低

無鏈接服務：如發信息，不須要創建鏈接，須要攜帶目的地址。不保證傳輸可靠性（短信不必定能收到）

 

服務元素：請求（撥號）－指示（被呼叫用戶電話鈴響）－響應（被呼叫用戶摘機）－確認（呼叫方聽到撥號音中止，對方開始收聽）以下圖：

 

 

 

OSI協議模型：

 

 

各層功能：

 

 

封閉與解封閉：

 

 

物理層功能；網絡的基礎，爲數據傳輸提供可靠環境，如公路是汽車通行的基礎同樣。

 

數據鏈路層功能：數據鏈路的創建、維護、和拆除；幀包裝、幀傳輸、幀同步；幀的差錯恢復；流量控制。

以太網：主要在數據鏈路層。咱們日常使用的局域網就是以太網。解決三個問題：信道（介質）的訪問控制方式（CSMA/CD，主機赿多效率越低）；尋址(MAC地址)；規範的格式（語言）（幀格式）。

以太網交換機：可以根據以太網幀中目標地址智能的轉發數據；交換分割衝突域，實現全雙工通訊。

關於衝突域：集線器是一個衝突域（多條線路共享一個背板帶寬），而交換機的一個端口就是一個衝突域（背板帶寬是每一個端口帶寬之和）。以下圖：

 

交換機數據轉發原理：轉發（依據目標地址單播數據幀）；學習（源地址）；廣播（若是表中沒有目的地址，就廣播數據幀）；更新（五分鐘不通訊就清除。入端口與原來的源地址不一樣就更新）

單工：如廣播。半雙工：如對講機。全雙工：如電話。

衝突域與廣播域：

 

 

網絡層：

定義了基於IP協議的邏輯地址；鏈接不一樣的某介類型；選擇數據經過網絡的最佳路徑。

路由和交換的對比：（1）路由工做在網絡層，交換工做在數據鏈路層；

（2）路由表「路由」尋址，MAC地址表「交換」尋址；

（3）路由隔離廣播域，交換隔離衝突域；

 

傳輸層：

網絡層提供點到點的鏈接，而傳輸層提供端到端的鏈接，靠端口訪問不一樣服務，找到相應應用進程。

 

會話層：創建、管理、中斷會話。多線程同時執行一個任務，加快下載速度。

 

表示層：編碼、解碼、加密、解密等

 

應用層：應用程序。

高三層在軟件開發時總體實現