第一章
1.1因特网概述
- 网络(Network)由若干结点(Node)和连接这些结点的链路(Link)组成。
- 多个网络还可以由路由器互联起来,这样就构成互联网。互联网又称“网络的网络”。
- 因特网(Internet)是世界上最大的互联网络。
因特网的组成
边缘部分
由所有连接在因特网上的主机组成。这部分是用户直接使用,用来进行通信和资源共享。
核心部分
由大量网络和连接这些网络的路由器组成。这部分是为边缘部分提供服务的(提供连通性和交换)。
1.2三种交换方式
- 电路交换
- 分组交换
- 报文交换
1.3计算机网络的定义和分类
分类:
- 按交换技术
- 按使用者
- 按传输介质
- 有线网络
- 无线网络
- 按覆盖范围
- 广域网WAN
- 城域网MAN
- 局域网LAN
- 个域网PAN
- 按拓扑结构
- 总线型
- 星型
- 环型
- 网状型
1.4计算机的性能指标
速率
带宽
吞吐量
时延
时延带宽积
往返时间
利用率
丢包率
1.5计算机网络的体系结构
OSI体系结构(7层),法律上的国际标准
TCP/IP体系结构(4层),事实上的国际标准
TCP/IP在网络层,使用的是协议是IP协议(中文:网际协议),因此,网络层又称网际层。
原理体系结构(5层),适用于教学
分层举例
以下是一个简化的例子:
简例分析:
简例深入分析:
第二章
2.1物理层的基本概念
连接各种网络设备的传输媒体,大致分为两类:
- 导引型
- 双绞线
- 同轴电缆
- 光纤
- 非导引型
- 微波通信(2~40GHz)
计算机网络体系结构中的物理层,就是解决在各种传输媒体上传输比特0和1的问题,进而给数据链路层提供“透明”传输比特流的服务。如下图:
物理层协议的主要任务:
- 机械特性:指明接口所用接线器的形状和尺寸,引脚数目和排列,固定和锁定装置。
- 电气特性:指明在接口电缆的各条线上出现的电压的范围。
- 功能特性:指明某条线上出现的某一电平的电压表示何种意义。
- 过程特性:指明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序。
2.2物理层下的传输媒体
PS:传输媒体不属于计算机体系结构的任何一层,只能放置于物理层之下。
2.3传输方式
串行传输
并行传输
同步传输
数据块以稳定的比特流的形式传输,字节之间没有间隔;而接收端在每个比特信号的中间时刻进行检测,以判别接收到的是比特0还是比特1。
在传输大量数据的过程中,会产生判别时刻的累计误差,会导致接收端对比特信号的判别错位。
因此,需要采取方法使收发双方的时钟保持同步。
异步传输
字节之间的时间间隔不是固定的,接收端仅在每个字节的起始处对字节内的比特实现同步,为此,通常在每个字节前后分别加上起始位和结束位。
异步:指字节之间异步,即字节之间的时间间隔不固定。字节中的每个比特仍然要同步,即各比特的持续时间是相同的。
单向通信(单工)
双向交替通信(半双工)
双向同时通信(全双工)
2.4编码和调制
码元
在使用时间域的波形表示数字信号时,代表不同离散数值的基本波形。
信道和传输媒体的关系
传输媒体不直接等于信道。
- 对于单工传输,传输媒体中只包含一个信道(发送信道或接受信道)。
- 对于半双工和全双工,传输媒体要包含2个信道,即一个发送,一个接受。
- 如果使用信道复用技术,一条传输媒体还可以包含多个信道。
常用编码
不归零,就是指在整个码元时间内,电平不会出现零电平。
不归零编码
归零编码
曼彻斯特编码
差分曼彻斯特编码
基本调制方法
使用基本调制方法时,一个码元只能包含一个比特信息。若使一个码元包含多个比特信息,可以采用混合调制的方法。
频率和相位:频率和相位是相关的,即频率是相位随时间的变化率。所以一次只能调制频率和相位两个中的一个。
相位和振幅:通常情况下,相位和振幅可以结合一起调制,称为正交振幅调制QAM。
2.5信道的极限容量
第三章
3.3差错检测
- 奇偶检验
- CRC