• 计算机网络学习(一):计算机网络概述和物理层


    第一章:计算机网络概述

    接入层:直接接入终端设备(如电脑)

    汇聚层:将接入层的交换机汇聚到一个交换机

      汇聚层的带宽要高于接入层(要注意交换机之间承受的带宽)

    Q : 局域网网线长度有限制么

     局域网的覆盖范围一般不超过10公里

     城域网覆盖范围一般10-100公里,再大就是广域网了。

    局域网:覆盖范围小,自己花钱买设备,带宽固定,自己维护

    广域网:距离远,花钱租带宽 

    Internet:ISP组成,有自己的机房,对网民提供访问Internet连接

      ISP:(Internet Service Provider),互联网服务提供商(电信、联通)

    IP段分为网络部分和主机部分

    子网掩码:255的个数是网络部分的位数,用于告诉计算机那些是网络部分主机部分(可能和分配IP有关)

    路由器的地址一般是第一个,比如15.0.0.1

    网关(Gateway):到其他网段应该访问哪一个ip,比如路由器

    Mac地址:物理地址,终端都有

    数据包:数据+源IP地址+目的IP地址

    数据帧:数据+源IP地址+目的IP地址+源Mac地址+目标Mac地址

    路由器转发数据帧的过程中会不断改变Mac地址到目标IP。

    物理地址决定了下一跳给谁,IP地址决定了最终到哪去 

    Q: 路由之间的传递是通过Mac地址么?

    数据包比较大,需要拆分,所以会有缓存机制,浏览器会从缓存中一点一点的取数据

    OSI参考模型

    应用层:所有能产生网络流量的程序(和用户交互的程序,如QQ等)。

    表示层:在传输之前进行的处理。比如进行加密或者压缩处理,二进制,ASCII(编码方式不同会出现接受的数据出现错误)

    会话层:

      netstat -n 查看会话,ESTABLISHE是已经建立的会话,TIME_WAIT是访问网页的,快要释放了(Q:)

      netstat -nb  可以查看会话是由哪个应用程序建立的

    传输层:提供可靠传输,流量控制,不可靠传输

    网络层:负责选择最佳路径,规划IP

    数据链路层:帧的开始和结束,透明传输,差错校验(只检查,不纠错,传输层纠错)(交换机)

    物理层:接口标准,电器标准,如何在物理链路上传输更快(网线)

     下层为上层提供服务。

    OSI参考模型对网络排错指导

    1. 物理层故障 查看连接状态  发送和接受的数据包

    遇到问题先从物理层查找,比如网线问题,在网络和共享中心中会显示网络电缆有问题,

    如果没有显示网络电缆问题,再看属性中已发送和已接收的数据包,有一个为0,也可能是物理层的网线故障

    2. 数据链路层故障 MAC地址冲突,ADSL欠费,网速没办法协商一致,比如千兆宽带强行对应百兆设备,计算机连接到错误的VLAN

    网络设备--》 属性中能看到速度

     

    A:修改MAC地址

    默认情况下是设备之间进行带宽协商,也可以强制修改

     属性---》配置----》高级---》Speed & Duplex(中文:连接速度和双工模式)

    3. 网络层故障 规划地址 选择路径,比如配置了错误的IP地址,子网掩码,错误的网关,路由器没有配置到达目标网络的路由

    计算机没有配网关,就没法访问其他网段,能ping通,网络层就没问题

    4. 应用层故障(暂时将其余层都规划到应用层)应用配置错误,比如设置了不存在的代理 

    OSI参考模型和网络安全

    1.物理层安全 

    别人可以接入你的网络

    2. 数据链路层安全   ADSL账号密码   VLAN交换机端口绑定MAC地址

    3. 网络层安全  在路由器上使用ACL控制数据包流量,windows防火墙

    4. 应用层安全  开发的应用程序没有漏洞

    TCP/IP协议

    OSI中的应用层、表示层、会话层在TCP/IP中属于应用层

    数据链路层和物理层在TCP/IP中属于网络接口层

    数据封装

    计算机网络的性能

    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的速率

    单位是b/s,kb/s, Mb/s, Gb/s(bit,Byte),指发送端和接受端的传输速度

    宽带速率一般是bit/s,百兆是100M bit/s,而下载速度单位是字节,Byte/s,所以要除以8

    2. 带宽:数据通信领域中,数字信道送传送的最高数据率

    单位同上。指端口和端口之间的速度

    Q:查看路由器的带宽

    3. 吞吐量:即在单位时间内通过某个网络的数据量

    单位同上。指总得流量。

    4. 时延(又指延迟)

    分为发送时延,传播时延,处理时延,排队时延

    发送时延:发送端发送完一个文件的时间

      数据块长度(比特)/ 信道带宽(比特/秒)

    排队时延:路由缓存排队时间,缓存满了就扔掉,即丢包

    处理时延:路由分发文件,处理向哪里发的处理时间

    传播时延:在信道传播的时间

    接口带宽更改的是发送时延,物理介质是没法通过接口带宽改变的。

    5. 时延带宽积

    传播时延 x 带宽

    第一章未完

     路由器和交换机:

    路由器工作在网络层,交换机工作在数据链路层,前者负责在不同网段转发数据,后者是根据MAC地址寻址。

     

    第二章 物理层 

    2.1 物理层的基本概念

    物理层解决如何在连接各种计算机的传输媒体上传输数据比特流,而不是指具体的传输媒体

    主要任务可以描述为确定传输媒体接口的一些特性,比如

    机械特性:接口形状,大小,引线数目

    电气特性:比如规定电压范围(-5V到+5V)

    功能特性:比如规定-5V为0,+5V为1

    过程特性:规定建立连接时各个相关部件的工作步骤

    2.2 数据通信的基础知识

    典型的数据通讯模型

    码元(code)-- 在使用时间域的波形表示数字信号时,则代表不同离散数值的基本波形就是码元

    1码元可以携带n bit的信息量(不同的电压值代表不同的数值)

    信道:一般表示向一个方向传递信息的媒体。

    基带信号(基本频带信号)---- 来自信源的信号,不易传播

    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

    传输距离近的时候,计算机网络采用基带传输,长距离需要经过载波调制转为带通信号。

    对基带数字信号的几种调制方法:

    调幅: 1的时候有振幅,0的时候没有

    调频:一直有振幅,高频1,低频0

    调相:正弦波和余弦波区分0和1

    总结:

    数据通信的基础知识

      数据通讯模型

      相关术语

      信道: 单工通信,半双工通信,全双工通信  

      基带信道,带通信号

      调制方法:调频,调幅,调相

      常用的编码:单极性不归零码,双极性不归零码,单极性归零码,双极性归零码

            曼彻斯特编码,差分曼彻斯特编码

      信道的极限容量

        奈氏准则  没有信号干扰,码元的传输速率有上限

        香农公式  有信号干扰,无差错传输速率

    2.3 物理层下面的传输媒体

    2.4 信道复用技术

    2.5 数字传输系统

    2.6 宽带接入技术

    博主是web开发,对物理层这块学习没有深入......

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