目录
概述
信息时代的计算机网络
若干节点和链路互连形成网络
若干网络通过路由器互连形成互连网（互联网）
因特网是当今世界上最大的互联网
因特网服务提供者ISP
因特网概述
电路交换，分组交换和报文交换
电路交换 若要连续传送大量的数据，并且数据传送时间远大于建立连接的时间，则使用电路交换可以有较高的传输效率。然而计算机的数据传送往往是突发式的，采用电路交换时通信线路的利用率会很低。
分组交换 将报文构造成若干个更小的分组进行分组交换，比将整个报文进行报文交换的时延要小，并且还可以避免太长的报文长时间占用链路，有利于差错控制，同时具有更好的灵活性
报文交换 报文被整个地发送 比分组交换转发时延要长很多 需要交换节点具有的缓存空间也大很多
计算机网络的定义和分类
定义
互联 自治 计算机集合
分类
交换方式
电路交换 报文交换 分组交换
使用者
公用网（因特网） 专用网（军队，铁路，电力，银行）
传输介质
无线网络 有线网络
覆盖范围
广域网(WAN) 城域网(MAN) 局域网(LAN) 个域网（PAN)
拓扑结构
总线型 星型 环型 网状型
计算机网络的性能指标
速率
带宽
在模拟信号 频率范围 单位Hz
在计算机网络 通信路线所能传送数据的能力 最高数据率 单位·b/s
吞吐量
单位时间内通过某个网络或接口的实际数据量
时延
发送时延 分组长度/发送速率
传播时延 信道长度/信号传播速率 自由空间：3.0 × 10 8 m/s 铜 线：2.3 × 10 8 m/s 光 纤：2.0× 10 8 m/s
排队时延
处理时延
时延带宽积
传播时延和带宽的乘积
往返时间RTT
利用率
链路利用率 链路利用率是指某条链路有百分之几的时间是被利用的（即有数据通过）。完全空闲的链路的利用率为零
网络利用率 网络利用率是指网络中所有链路的链路利用率的加权平均。
丢包率
丢失的分组数量与总分组数量的比率
丢包率可以反映网络的拥塞情况：
无拥塞时路径丢包率为0。
轻度拥塞时路径丢包率为1%~4%。
严重拥塞时路径丢包率为5%~15%。
计算机网络的体系结构
我国计算机网络发展情况
计算机网络体系的专用术语
实体
实体是指任何可发送或接收信息的硬件或软件进程。
协议
协议是控制两个对等实体在平方向进行“逻辑通信的规则的集合。
服务
在同一系统中相邻两层的实体交换信息的逻辑接口称为服务访问点SAP，它被用于区分不同的服务类型。
帧的“类型”字段、IP数据报的“协议”字段，TCP报文段或UDP用户数据报的“端口号”字段都是SAP。
物理层
物理层概述
物理层下面的传输媒体
传输方式
串行传输和并行传输
同步传输和异步传输
单向通信，双向交替通信和双向同时通信
编码与调制
常用的编码方式
双极性不归零编码
编码效率高,但存在同步问题.
极性不归零编码
自同步,但编码效率低
曼彻斯特编码(自同步,传统10Mb/s以太网)
码元中间时刻的电平跳变既表示时钟信号，也表示数据。
正跳变表示1还是0，负跳变表示0还是1，可以自行定义。
差分曼彻斯特编码
码元中间时刻的电平跳变仅表示时钟信号,而不表示数据.
数据的表示在于每一个码元开始处是否有电平跳变:无跳变表示1,有跳变表示0
基本的带通调制方法
数字基带信号
调幅AM
调频FM
调相PM
混合调制方法
频率
相位
振幅
因为载波的频率和相位是相关的，即频率是相位随时间的变化率，所以载波的频率和相位不能进行混合调制。
通常情况下，载波的相位和振幅可以结合起来一起调制，例如正交振幅调制QAM
信道的极限容量
奈氏准则
香农公式
信道复用技术
复用（Multiplexing)就是在一条传输媒体上同时传输多路用户的信号
常用的信道复用技术
频分复用FDM
时分复用TDM
波分复用WDM
码分复用CDM
码分复用常称为码分多址CDMA,无线通信技术
与FDM和TDM不同，CDMA的每个用户可以在相同的时间使用相同的频带进行通信
数据链路层
数据链路层概述
协议数据单元PDU
数据链路层三个问题
封装成帧和透明传输
面向字节的物理链路使用字节填充的方法实现透明传输。 面向字节的异步链路
面向比特的物理链路使用比特填充的方法实现透明传输。 面向比特的同步链路
差错检测
误码
奇偶校验
循环冗余校验
可靠传输
停止等待协议
回退N帧协议、
流水线传输 累计确认
选择重传协议
逐一确认
点对点协议PPP（向上层提供不可靠传输服务）
标志（Flag）字段：是PPP帧的定界符，取值为：
从字节角度看：取值为0x7E。
从比特角度看：取值为01111110。
MAC地址
一般情况下，普通用户计算机中往往会包含两块网卡：
一块是用于接入有线局域网的以太网卡
另一块是用于接入无线局域网的Wi-Fi网卡
每块网卡都有一个全球唯一的MAC地址。
共享式以太网
共享式总线型以太网一个重要问题：如何协调总线上的各站点争用网线
CSMA/CD协议（载波监听CS多址接入MA碰撞检测CD）
发送帧的站点一旦检测到碰撞，除了立即停止发送帧外，还要再继续发送32比特或48比特的人为干扰信号（Jamming Signal），以便有足够多的碰撞信号使所有站点都能检测出
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