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1 计算机网络概述
1.1 计算机网络在信息时代的作用
数字化：01编码
信息化：一切皆信息
网络化：数字化和信息化都依赖网络
电信网络：有线电话、无线通讯
计算机网络：因特网、其它网络(局域网如政府网络、军用网络)
有线电视网络：单向和双向(可以点播)
- 计算机网络的重要功能
- 连通性：彼此联通，交换信息
- 共享：信息共享、软硬件共享(服务器上的软件；打印机)
1.2 因特网概述
1.3 因特网的组成
p2p对等连接方式：既是客户端也是服务器（p2p下载）。
报文：可以看作一份数据(比如文档)，
分组交换：将数据分段发送，每段都有地址(发送端)和要发送的地址(接收端)
选择最佳路径进行发送，每个数据包单独选择路径，不占线。
路由器可以存储数据，进行转发
ABCD为数据传输的设备。纵轴为时间轴。
1.4 计算机网络在我国的发展
1.5 计算机网络的类别
新的理解：不单单从网络覆盖范围区分局域网和广域网
- 应用了广域网技术
- 应用了局域网技术
局域网：自己购买设备、自己维护，带宽固定，100M、1000M，距离100米以内
广域网：花钱买服务，花钱买宽带
1.6 计算机网络的性能
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，也称为data rate或bit rate。单位是b/s,kb/s,Mb/s,Gb/s
比特(bit)是计算机中数据量的单位，也是信息论中使用的信息量的单位。
信道：数据发送端和接收端组成一个信道。看电影有一个信道，下载电影又是一个信道。
带宽：数据通信领域中，数字信道所能传输的最好数据率，单位是b/s,kb/s,Mb/s,Gb/s。
吞吐量：即在单位时间内通过某个网络的数据量，单位是b/s,kb/s,Mb/s,Gb/s。
比如边看电影边下载，看电影速率是2M，下载电影是4M，则单位时间吞吐量为6M。
时延
时延带宽积
往返时间(RTT,Round-Trip Time):从发送方发数据开始，到发送方接收到接收方确认
利用率
1.7 计算机网络的体系结构
应用层：能够产生网络流量、能够和用户交互的应用程序
表示层：加密、压缩，（比如qQ聊天时，传输文件需要压缩、加密），开发人员需要考虑的。
会话层：服务器和客户端建立的会话（可以用于查看木马）
传输层：可靠传输、不可靠传输、流量控制
网络层：IP地址编址、选择最佳网络
数据链路层：规定输入如何封装、添加物理层地址(MAC)
物理层：电压、接口标准
2 计算机网络：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。
物理层的主要任务描述为：确定与传输媒体的接口的一些特性，即：
- 机械特性：接口形状，大小，引线数目
- 电气特性：规定电压范围(-5v到5v)
- 功能特性：规定-5v表示0，+5v表示1
- 过程特性：也称规程特性，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
通信的目的是传送消息
数据--运送消息的实体
信号（signal）：数据的电气的或电磁的表现
模拟信号：代表消息的参数的取值是连续的
数字信号：代表消息的参数的取值是离散的
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成为码元。
在数字通信中常常用时间间隔相同的符号来表示一个二进制数字，这样的时间间隔内的信号称为二进制码元。而这个间隔被称为码元长度。1码元可以携带nbit的信息量。
信道：一般表示向一个方向传送信息的媒体。所以咱们说平常的通信线路往往包含一条发送信息的信道和一条接收信息的信道。
单向通信(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)：通信的双方都可以发送信息，但不能双方同时发送(也不能同时接收)
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。
基带信号(baseband)和带通信号(band pass):
- 基带信号：（即基本频带信号）-来自信源的信号。像计算机输出的代表各种文字或图像文件的数据信号都属于基带信号。基带信号就是发出的直接表达了要传输的信息的信号，比如我们说话的声波就是基带信号。
- 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（即仅在一段频率范围内能够通过信道）
因此在传输距离较近时，计算机网络都采用基带传输方式，由于在近距离范围内基带信号的衰减不大，从而信号内容不会发生变化。因此在传输距离较近时，计算机网络都采用基带传输。如从计算机到监视器、打印机等外设的信号就是基带传输的。
几种最基本的调制方法：
- 调幅(AM)：载波的振幅随基带数字信号而变化。
- 调频(FM)：载波的频率随基带数字信号而变化。
- 调相(PM)：载波的初始相位随基带数字信号而变化。
2.3 物理层下面的传输媒体
波长越长，频率越低；波长越短，频率越高。
导向传输媒体：导向传输媒体中，电磁波沿着固体媒体传播。
双绞线：屏蔽双绞线STP、无屏蔽双绞线UTP
同轴电缆：
- 50欧姆同轴电缆，用于数字传输，由于多用于基带传输，也叫基带同轴电缆；
- 75欧姆同轴电缆用于模拟传输，即宽带同轴电缆。
光缆
非导向传输媒体：指自由空间，其中的电磁波传输被称为无线传输。
- 无线传输所使用的频段很广。
- 短波通信主要靠电离层的反射，但短波信道的通信质量较差。
- 微波在空间主要是直线传播。
- 地面微波接为通信
- 卫星通信
物理层设备：集线器
工作特点：它在网络中只能起到信号放大和重发作用，其目的是扩大网络的传输范围，而不具备信号的定向传送能力。
最大传输距离：100m
集线器是一个大的冲突域。