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计算机网络


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,用来进行通信资源共享

  • 核心部分

    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
  • 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尺寸引脚数目排列固定锁定装置。
  • 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

  1. 奇偶检验
  2. CRC

文章作者: LogicVan
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