计算机网络课堂笔记(注释)

1、数据（Data）：记录下来的可以被识别的符号，具有稳定性和可表达性，可以是表达客观事物的文字、数字和符号。

特征：（1）能为人类活及其所识别；（2）存储；（3）传递；（4）交换；（5）处理

2、信息（information）：是客观事物运动的状态和状态变化的方式。其所描述的是客观事物的状态变化，而非事物本身。信息的价值体现在它

的差异性上。

消息（news）：消息是粗略的信息，是信息的载体。

数据是传递信息的载体，信息是数据的解释或结果。

3、信号（signal）：数据转换为信号发送出去。信号是数据的电编码或电磁编码。

PC

信号

信息

4、信源（source）：信息的发出端。信宿（receiver）：信息的接收端。

5、信道（channel）：信源和信宿之间的通信线路。当线路中只有一路信号时，信道于线路。当线路有两路或以上信号时，就要用信道来理解。

6、接口（interface）：程序上下层之间交换数据的逻辑连接处。

7、服务器（servers）：用于资源存储、信息管理和响应用户请求的设备。组建网络的最基本设备——服务器。（1）文件服务器：存放各类资源；（2）打印服务器：具有排序存储、分别完成任务的功能；（3）通信服务器：www服务器、email服务器（对用户的信息管理）、数据库服务器。8、终端（terminal）：无存储、运算能力、依赖性强。

主机（host）：无硬盘

优点：价格便宜、方便、安全

客户机（clients）

工作站（work—station）

9、对等网络（peer—to—peer）：每一台计算机即使服务器又是客户机。

11、节点（node）：实现的是数据的转接》

①访问节点：用于用户之间的连接，实现上网功能。

②转接节点：用于路径的选择和数据的转发。

12、链路（link）：两个节点间承载数据流的线路。

链路上的最大数据传输量叫做链路量。

物理链路：真实通信的链路。

逻辑链路：在逻辑上作用的链路。

13、本地线路（local line）：用户到访问节点的线路。

14、通路（path）：从信源到信宿之间一串节点和链路的组合。

15、实体（enties）：通讯双方在完成通讯的过程中，所可能用到的软硬件设施。

16、网络操作系统（NOS network operating system）：

（1）对所辖网络的软硬件进行管理；（2）是网络应用软件运行的平台；

（3）是计算机与网络连接的桥梁。

17、协议（protocols）：通信双方为了实现通信所进行的约定或所作的对话规则。包括：语义、语法、时序。

18、模仿连接服务：模仿电话系统服务。

（1）包括：建立链接、维持链接、释放链接

（2）优点：时时通信、通信安全可靠

（3）缺点：信道利用率低

19、无连接服务：模仿邮政系统服务。

优点：信道利用率高；缺点：通信不安全、缺乏即时性

第二节计算机网络的定义

计算机网络是指使用通信线路和网络协议将地理位置上分散的具有独立功能的计算机互联在一起，实现通信、资源共享、协同工作的一种计算机系统。

第三节 概念区别

一、 计算机网络与分布式系统：

分布式系统是指资源分布在不同客户机上的系统。（不需要明确的志向）

1、 计算机网络的特点：围绕服务器展开，共享网络资源，资源存在服务器中，资源相对集中，使用资源时需明确指向。

2、 （1）分布式系统的特点：a 、资源分布与相关站点，使用软件进行整合；

b 、它对用户是透明的（不可见）；

c 、是高级阶段。

（2）优点：a 、当某一处存储设备发生故障时，不会影响整个系统；

b 、当数据存储时需要时间短，系统安全可靠性高。

缺点 :a 、系统管理技术相对要高；

b 、由于没有专业服务器，系统运行速度比较慢。

二、 计算机网络与计算机通信网：

1、 计算机网络的资源在专门的服务器上，由网络操作系统进行管理。侧重于资源的共享，强调整体的协调性。

2、 计算机通信网：资源分布在分布的计算机中，由用户进行管理。计算机通信网是计算机网络的一个基网，一个发展阶段。

三、 计算机网络与计算机中心：

1、计算机网络： C/S

资源相对分散，数据管理和

处理下放到个人，用户具有

自主权

2、资源相对分散，数据管理和处理下放到个人，用户具有自主权：

T/H

1、 会排序一次性响应请求，分时段来响应用户的请求，便于分工协作，资源管理和数据处理集中，用户权限受制约，会

产生相互冲突。

2、 无盘网站：终端没有硬盘，没有存储设备，数据在主机进行运算，并在终端显示。

第二章 通信技术基础

第一节 基本概念 1、 模拟传输：在信道中传输的信号是模拟信号，而这些模拟信号可以代表模拟数据或数字数据。

2、 数字传输：在信道中传输的信号是数字信号，而这些数字信号可以代表模拟数据或数字数据。

∞n=1 ∞n=1

3、带宽：（频带宽度）单位：H

A

√2A

L H

频带宽数：B = f H— f L

4、速率（数据的传输率）：在传输的数据当中每秒钟传输的位数。（bit/s）

56K以下为窄带 56K···1M为宽带（如今为10M、100M、1000M）

5、信道容量：就是在信道中最大的传输率。

6、在传输过程中被传错的概率。P=N c/N

（是衡量系统可靠性的重要指标）

7、网络延时：（是网络传输率的重要指标）在网络中发送第一位数据起到最后一位数据被接收所经历的时间。

8、吞吐量：（衡量计算机网络整体接收和发送数据能力的指标）是网络或信道在单位时间内成功传输的总数据量。第二节通信基本理论

一、傅里叶变换：

g(t)=1/2C0+∑ a n sin(2nπft)+ ∑b n cos（2nπft）

当n=1时为基波；当n≥2时为谐波。

二、信道容量：

1、Nyquist定理（1924年）： C=2Blog2M （B为宽带、M为码元数，即信号的状态数）

二进制时：C=2B（它是在有限带宽，无噪声条件下得到的，单位为bps）

每秒钟接收信号的值：波特率。是指单位时间传输的信号值的个数。

2、Shannon定理（香农定理）：

C=Blog（1+S/N）（S为信号，N为噪声）

例题：S/N=30db 30=10lgS/N S/N=103

第三节数据的编码技术

1、编码：是指将数据处理变化成能够在传输介质上传输信号的过程。

一、数字数据编码为模拟信号：（低频信号的轨迹用“包络”表示）

调制方式：调幅AM 调频FM 调相PM

解调方式：检波鉴频鉴相

ASK: 0电平，载波没信号；1电平，输出信号=输入信号

FSK：0电平，输出信号=输入信号；1电平，载波频率加快。形成疏密波。

PSK：当0—>1或1—>0，波的相位反相

二、模拟数据编码为数字信号：

1、采样模拟信号相对于数字信号保密性好

2、量化

3、编码声音s：7位编码，128位量化级频信号：10位编码，1024个量化

三、数字数据编码为数字信号：

1、曼彻斯特编码：

优点：（1）既作为本地时钟有代表数字信号取值；

（2）当有不断变化的信号时，表示有实际信号在信道中传输；

（3）可避免直流分量对接点产生电镀或其他损坏；

（4）能够使信源或信宿进行定时或同步。

2、曼彻斯特微分编码：（见0跳变，见1不变）

第四节数据通讯方式

一、连接方式：

1、点对点；

2、多点连接；

3、集线式（用集线器）；

4、交换式（用交换机）

二、信道的应用方式：

1、单工方式；

2、半双工方式；

3、全双工方式

三、传输对象：

1、组播方式；

2、广播方式；

3、点对点方式

四、数据的同步方式：

1、位同步：

（1）外同步法：同步码信源信息标志位（结束符）

（2）自同步法：自身带有时钟，从所接收的信号中提取同步信号，保证信源、信宿同步。如：曼彻斯特编码。

2、自同步：为每个字加一个同步信号，后面带右边界符。开销大有：异步制和同步制。

3、帧同步：把完整的信号按照一定长度、格式、组成方式分为若干数据帧。

同步帧数据帧结束符

五、多路复用技术：是指在一条物理线路中传输多路信号的技术。

（1）提高线路利用率；（2）提高通信效率。不同频率的信号在接收端互不干扰。

1、FDM（Frequency Division Multiplexing）频分复用技术：

每个信号沿各自信道走。

2、TDM CTime（时分多路复用）：

（1）同步TDM（固定时间TDM）；（2）异步TDM（在每片TDM都加地址码）

3、WDM （Wave Length Division Multiplexing）波分复用

4、码分多址多路复用技术

第六节数据交换方式

1、电路交换：是指在信源与信宿间建立线路连接的过程。

建立连接维持连接断开连接

优点：（1）可靠性高；（2）传输延时小；（3）实时性好；（4）适合传输大块数据

缺点：线路利用率低

2、报文交换：（报文指整个数据块）报头数据块报尾（校验信息）

交换过程：存储、检错、纠错、转发

优点：提了传输利用率

缺点：传输延时大、报文大小的变化給存储报文缓冲区带来很大的麻烦、报文交换容易造成线路拥塞。

3、分组交换：（重点）数据包（1500个字节）

（1）数据报方式：各个数据包传输的路径不同，到达信宿点的顺序不确定。

（2）虚电路方式：各个数据包传输到达新宿的顺序是确定的。

方式：1、永久虚电路：线路确定；

2、交换虚电路：线路不确定。

（都是发送前确定路线）

4、快速分组交换：

（1）帧中继：（能量的补充与转发）具有确定长度和格式的数据包。

（2）异步传输模式（ATM）：

分成48字节数据层

数据报 53字节

5字节地址码

Cell（信元）

特点：化整为零、见缝插针。

第六节差错控制与对策

一、检错方案： 010110

1、奇偶校验法：通过在后边加一位来进行检错，如：

011101

2、CRC（循环冗余校验）（重点）

二、差错控制对策：

1、回送法：有错就反馈，正确无响应，出错时再发送。

2、前向纠错法：依据信源在帧尾的信息，信宿进行检错纠错。

3、检错并自动反馈重发法（ARQ）：信宿收到信源的任何反馈信息，都进行检错。

第三章计算机网络基础知识

第一节通信及网络标准的主要结构

一、电信界的主要机构：

1、AT&T（美国电话电报公司）

2、ITU（国际电信联盟）：对国际的无线电广播和数据通讯建立标准。

3、CCITT（电报电话国际咨询委员会）：对电话电报的技术接口建立技术标准。

前几年与ITU中的无线电技术标准机构合并，成立了一个电信标准局（TSS），出了很多标准成为ITU—T标准。

曾把世界的各类机构分成五类成员：

A——国家的PTT——邮政、电报、电话管理机构

B——被专门机构成人的成员

C——科学及工业组织机构

D——其他的一些国际组织

E——被CCITT所感兴趣的其他领域与组织

二、标准界的主要机构：

1、NBS 国家标准局

对美国政府、产品生产、交换进行强行执行标准

2、IEEE 国际电气和电子工程师协会

在电子、计算机方面制作标准

3、EIA 美国电子工程师协会

制定的标准通常为推荐标准（RS标准）

4、ISO 国际标准化组织民间组织 D类组织

为世界相关产品进行标准鉴定 ISO9001/9002

TC ISO的下属技术委员会，有200个，制作的标准为TC97

SC TC下设支委员会，把具有相同协议、地位的层成为对等层

第二节计算机网络体系结构

定义：将计算机网络按功能分层，并规定各层使用的通信协议，把结构化的分层及各层通信协议的总和称为计算机网体系结构。

一、分层原理：

1、独立性强——互不干扰

2、功能简单——易于实现

3、适应性强——某一层内部的变化不影响相邻的层

4、易于实现和维护

二、层次间的关系：

三、1、上层是下层的用户，下层是为上层服务的

2、具有相同功能和遵守相同协议的为对等层

3、层次间相互独立

三、网络体系结构的分类：

1、APPA网络体系结构：69年，分4层完成

2、SNA玩过体系结构：74年IBM公司，分7层完成

3、Netware网络体系结构：Novell公司，成立于1973年，分4层完成

4、Windows NT网络体系结构：分4层，Microsoft公司

5、Apple talk网络体系结构：Macintosh 操作系统，分6层

6、DEC NET网络体系结构：Digital公司，版本名：phase v 第五代，分8层

7、TCP/IP网络体系结构（传输控制协议/网络协议）：其在APPA网的基础上提出的，分4层，83年提出的

8、ISO的OSI/RM 分7层，83年提出，OSI(open system interconnection)数据格式转换和语义翻译

进程：为了完成一项任务，而通过多个程序来完成的过程。

OSI/RM之规定了每一层的功能，但没有确定每一层的协议。

OSI/RM模型理论知道作用大于其实际应用价值，它对世界上多个不同网络体系结构提供了借鉴和参考，达到相互兼容互联互通。

第三节OSI/RM各层功能介绍

1、物理层：

（1）机械特性：对DTE数据终端设备街头形状进行规定

对DCT数据电气设备插座的电极和形状进行功能分配

（2）电气特性：每一个信号位占多长时间

（3）功能特性：对每一个借口的数据帧

（4）过程特性：从信源到信宿之间发生什么样的变换

2、数据链路层：

(1)电路管理：控制信源和信宿何时发收

(2)帧同步：对数据打包成帧，在数据帧上加上MAC地址和同步信号

(3)流量控制：根据数据量大小投放数据

(4)差错控制：以帧为单位，利用CRC方式进行检错，采用ARQ方式纠错

寻址：以MAC地址寻址

3、网络层：（在网段寻址，以IP地址寻址）

(1)寻址：静态路由：人为设置的路径（小型网络，用户数量小）；

动态路由：路由器开始是空的

（2）IP地址是具有记载性的相对的具体地址

（3）根据传输层的要求选择服务质量

（4）向传输层指示未恢复的差错

4、传输层：（TCP、UDP）：

（1）提供建立、传输、维护、拆除传输连接的功能

（2）监控服务质量：

回应包

A B

发送包

（3）实现差错控制和流量控制：

差错控制：传输层与会话层流量控制：传输层与网络层

5、会话层：

（1）提供两个进程之间（传输和应答）建立、维护和结束会话连接功能

（2）提供会话流量控制和交叉会话功能（单工、半双工、全双工）链接

6、表示层：

（1）提供不同信息、格式编码之间的转话

（2）提供数据表示、数据压缩、数据加密功能

7、应用层：提供用户服务

功能最弱的是会话层，最不成熟、活跃的是应用层。

第四章计算机局域网（重点）

第一节网络的分类

一、根据网络的覆盖范围分类：

1、局域网（local area network LAN）：是指具有几米到十几公里的网络，具有资源共享，其他客户隶属于同一个服务器管理，共享服务器

的资源。

2、城域网（metropolitan area network—MAN）

3、广域网（wide area network WAN）

4、网际网（Internet）