数据（Date）：把事件的某些属性规范化后的表现形式，分为模拟数据和数字数据

模拟数据：在时间和幅度取值上连续。

数字数据：在时间上离散在幅度上经过量化。

信息：按照一定要求以某种格式组织起来的数据

表现信息的形式可以是数值、文字、图形、声音、图像及动画等。

数据和信息的区别：数据仅涉及事物的表现形式而信息涉及数据的内容和解释。

信号：数据的具体物理表现表达信息的一种载体。

根据数据表示方式不同分为：模拟信号和数字信号

模拟信号：一种随时间而连续变化的量值波形

数字信号：不连续变化的离散量值波形。

模/数转换器：实现模拟信号和数字信号之间的相互转换

信道：指传输信息时信号沿发送端到接收端的通路，分为物理信道和逻辑信道

物理信道/通信链路：传输信号的物理通道由传输介质及相关通信设备组成。

逻辑信道：建立在物理信道基础上一个物理信道可以提供多个逻辑信道。

物理信道1按传输信号类型分为模拟信道和数字信道

  模拟信道：传输模拟信号

  数字信道：传输数字脉冲信号。

数字信号通过调制解调设备可在模拟信道传输模拟信号进行數字化可在数字信道中传输。

2按传输介质分为：有线信道和无线信道

有线信道：电话线、双绞线、光缆等

无线信道：无线电、微波、红外线和卫星通信等。

均以电磁波的形式在空间传播

3按信道的使用方式分为：专用信道（专线）和公共交换信道

通信：信息的传输与交换。

每个通信系统都具备信源、信道、信宿三个基本要素

信源：信息产生和出现的发源地；

信道：信息传送过程中承载信息的媒体；

信宿：接收信息的目的地；

数据通信：以传输数据为业务的通信，分为模拟数据通信和数字数据通信

数据通信网：数据通信系统的网络形式，广域通信网或计算机网络必备知识等基础通信设施属于通信子网。

码元：一个信号编码单元数据的基本信号单位，计算机网络必备知识中一般把数字序列中的每一个脉冲称为码元

码字：由码元组成的二进制字符串序列。

数据分组/数据包：计算机网络必备知识在传输數据时一般把较大的数据块分成较小的数据段。并在每一段上附加一些（如分组号、源地址、目的地址、差错校验等）控制信息每个數据段和相应的控制信息就是一个分组，在系统中是一个传输单位

在实际传输中，还会将分组进一步分割成更小的逻辑单位

在不同的網络或不同的层中，分组名称也不同如在Ethernet中称为“帧”，ATM中称为“信元”IP中称为“IP数据报”。

基带传输：指在传输信号时用表示信息的原有信号形式（模拟数据用模拟信号传输，数字数据用数字信号传输）进行

基带信号：原始的数字信号（电脉冲信号）。

基本频带（基带）：基带信号所占用（固有）的频率范围

基带传输：在信道中直接传输基带信号的传输方式/数字数据直接在信道中传输

局域网系統大多采用基带传输，如以太网、令牌环网一种最简单、最基本的传输方式。

频带传输：将基带信号变换为较高频率范围的频带信号頻带信号是模拟信号（如音频信号），然后将这种频带信号放到模拟信道中传输

远距离通信信道通常采用频带传输，如Modem

宽带传输：利用寬带信号进行的传输采用频带传输技术，但频带传输不一定是宽带传输；采用模拟传输的技术将不同频率的多种调制信号在同一传输線路中传输（将声音、图像和数字数据等信息综合到一个物理信道上）。

宽带：在电信界指带宽大于语言级信道（4KHZ）的信道包括大部分電磁波频谱。

宽带网：网络的传输速率>2Mbps

窄带网：网络的传输速率<2Mbps

1. 数据通信的主要技术指标：衡量网络性能的参数主要从传输速率的快慢囷传输数据的质量来考虑。

数据传输速率度量方法：比特率（信息速率）和波特率（调制速率）

传输数据的质量度量方法：误码率、延遲、抖动和丢包率。

比特率bit（S）：衡量数字信号的传输速率指单位时间内所传输的二进制位序列的位（bit）数，是度量通信系统每秒传输嘚信息量

波特（Baud）率（B）/调制速率/波形速率/码元速率：指数字信号经过调制后的传输速率/每秒传输的脉冲（波形）信号个数。每秒通过信道传输的码元数通常用于调制解调器传输信号的速率。

B=1/T（T：每个脉冲（波形）信号的持续时间；单位：秒）

比特率和波特率的关系：S=B*log2n（n：一个脉冲（波形）信号所表示的有效状态数）

误码率Pe/出错率：表示传输系统中二进制数据位被传错的概率是衡量传输系统可靠性的指标。

Pe=Ne/N（N：传输的二进制码元总数；Ne：接收码元中被传错的码元数）

计算机网络必备知识中一般要求误码率<10^-6，即平均每传输1Mbit

信道容量S：指物理信道能达到的最大传输能力

带宽：1模拟信道：指信道所能传输的信号的频率宽度可传输信号的最高频率与最低频率之差。

频率单位为：Hz（赫兹）、KHz（千赫兹）、MHz（兆赫兹）、THz（兆赫）等

2数字信号：用数据传输速率表示

带宽、数据传输速率和信道容量的区别：贷款囷数据传输速率都是用来度量实际传输能力的。

数据速率：数字信道的容量

带宽：模拟信道的容量一般用来表示传输介质和模拟信道的傳输能力。

比特间隔（对应于周期）：发送一个比特所需要的时间

比特率（对应于频率）：每秒发送的比特位数（单位：bps）

比特间隔和比特率均用来描述数字信号

延迟/时延：指将一个比特从网络的一端传输到另一端所花费的时间

抖动/可变延迟：指在同一条路由上发送的一組数据中数据包之间的时间差异。

吞吐量：指在网络中发送数据报的速率可用平均速率和峰值速率表示。

丢包率：指在网络中发送数据包时丢弃数据包的最高比率数据包的丢包是网络拥塞引起的。

这四个参数均是服务质量QoS的主要度量参数

数据通信系统基本模型：

信源囷信宿（计算机或者终端设备）：数字式，交换的信息均属于离散的数字序列二进制数字数据，在信息发送前须转换为信号。

点到点嘚通信系统模型：计算机（终端）——编（译）码器——信号变换器—信道（噪声）—信号变换器——编（译）码器——计算机（终端）

編（译）码器/通信控制器：将信息通过ASCII代码（或其他编码）转变为0和1的二进制模式然后将这些二进制并行数据，转换成适合线路传输的串行数据序列而接收端的编（译）码器将传输来的串行数据序列转换成并行数据，还原成信息

功能：负责DTE和通信线路的连接，完成数據缓冲、速度匹配、串并转换等

通信控制器：微机内部的异步通信控制器、网卡。

通信线路：信号变换器和线路

信号变换器：将通信控淛器发出的二进制数字序列根据不同信道的传输特性，变换为适合于信道传输的数字信号或模拟信号（即使是利用数字信道进行数据通信一般也需要使用变换/反变换器，而不是将数字信号直接送入数字信道）然后送入信道传输。而接收端的信号变换器完成相反的工作如调制解调器、光纤通信网中的光电转换器等就是信号变换器

信道：有线信道和无线信道

模拟通信系统：由信源得到的模拟数据电信号，变成适合信道传输的电信号后若其电流或电压仍然是随时间连续变化。如：电话系统、电视系统

数字通信系统：当信源发出的信号是離散的数字数据时通过信道传输到信宿的信号都是数字信号。

优点：比模拟通信系统费用低抗干扰（如噪声等）能力强，不易失真

缺点：数字信号比模拟信号易衰减，因而只能在有限的距离上传输为了获得更大范围的传输，可使用中继器

信号衰减的克服：1用放大器来增强信号的能量；

2使用中继器，把数字信号“0”、“1”整形恢复为标准电平后继续传输

编码：将模拟数据或数字数据变换成数字信號

调制：将模拟数据或数字数据变换成模拟信号。

四种数据的编码和调制方法：1数字数据用数字信号传输

2模拟数据用数字信号传输

3数字数據用模拟信号传输

4模拟数据用模拟信号传输

1. 数字数据的数字信号编码：

（1）单极性和双极性编码

单极性编码：二进制数据“0”和“1”在编碼时只使用一种电压

双极性编码：使用两种电压

（2）归零和不（非）归零编码

归零编码：在表示数字信号时每一个表示“0”和“1”的电壓（假如有电压），当表示一个数字信号的中部电平都变为零电压时

不（非）归零编码：如果表示信号结束后电压还保持原来电压状态。

（3）双相位编码：当表示一位数字信号的编码时在信号的中间将电压变为相反（注意不是归零，而是由正电压变为负电压或由负电壓变为正电压）。

单极性不归零编码（NRZ）：只使用一个电压值

缺点：1平均振幅不是零产生了直流分量（频率为0的分量），不能由无法处悝直流分量能力的介质传输

双极性不归零编码（BNRZ）：用正电平和负电平分别表示二进制数据的1和0，正的幅值和负的幅值相等

使用了两个電压线路上的平均电压值下降，减轻了单极性编码中的直流分量问题

双极性归零编码（BRZ）：使用了正电平、负电平和零三个电平，编碼信号本身携带同步信息解决了同步问题。

缺点：编码一个比特需要两次信号变化，增加了占用的带宽；线路上的平均电压值不为零

双相位编码：1曼切斯特编码：

1. 模拟数据的数字信号编码：

编码器：A/D转换器，又称为数/模转换器进行模/数（A/D）转换

解码器：D/A转换器，又稱为模/数转换器进行数/模（D/A）转换

脉冲振幅调制（PAM）：对原始的模拟信号每间隔一个相等的时间进行采样一次。

脉码调制（PCM）：将PAM采样結果修改成完全数字化的信号

量化：一种对采样结果赋予一个特定范围内的整数值的方法。

3）采样频率：是原始的有效信号中最高频率汾量或其带宽的２倍

作用：决定了模拟数据的数字信号的质量。

公共交换网是一种模拟信道

调制解调器：实现数字信号与模拟信号互换嘚设备

模拟信号：载波信号，载波信号具有振幅、频率和相位三大要素三种基本调制技术：幅移键控法（ASK）、频移键控法（FSK）、相移鍵控法（PSK）

幅移键控法（ASK）/振幅键控：通过控制正弦载波信号两个不同的振幅分别表示0和1，频率和相位保持不变

限制因素：传输介质、噪声（热、电磁感应等）

频移键控法（FSK）/频率键控：通常用载波频率附近的两个不同频率来表示两个二进制值，振幅和相位保持不变

限淛因素：载波的物理容量

相移键控法（PSK）/相位键控：通过改变正弦载波信号的相位来表示两个二进制值，振幅和频率保持不变

正交调幅：ASK和PSK的结合

为了便于无线传输和频分多路复用等的需要，模拟数据可在甚高频正弦波下进行模拟调制

调制技术：调幅AM、调频FM、调相PM

调幅AM：经AM调制后，载波的振幅会随着原始模拟数据的振幅呈线性变化频率和相位保持不变。调幅信号的带宽是原来模拟信号带宽的两倍

调頻FM：在调频传输中，原来模拟载波信号的频率会随着调制信号电压（振幅）的改变而调整而振幅和相位保持不变。调频信号的带宽是原來模拟信号带宽的10倍

调相PM：在调相传输技术中，原始模拟载波信号的相位随调制信号电压（振幅）的改变而调整振幅和频率保持不变。

数据传输方式有串行传输和并行传输

串行传输：指数据在信道上一位一位地逐个传输，从发送端接收到接收端只有一根传输线是计算机网络必备知识中普遍采用的传输方式。

优点：线路成本高架设方便，容易维护易于实现

1单工通信（双线制）：只允许传输的信息始终向一个方向流动，采用双线制一个用于传输数据的主信道，另一个用于传输控制信息的监测信道

例：听广播和看电视、寻呼机

2半雙工通信（双线制+开关）：允许信息流向两个方向都可传输，但同一时刻只能朝一个方向传输不能同时进行双向传输。

3全双工通信（四線制）：指在同一时刻能同时进行双向通信，即通信的一方在发送信息的同时也能接收信息

并行传输：指数据以成组的方式在多个并荇的信道上同时传输，即多个数据位并排同时在线路上传输相应地需要若干根传输线。

缺点：费用高维修不易，易受干扰

同步技术：串行传输方式中，为了保证接收二进制序列与发送的数据一致（何时发送数据、双方传输速率是否一致、每个比特持续时间、比特间的時间间隔）并将其组合成字符，需要依靠收/发双方之间的定时机制来实现

常用的同步技术：同步传输和异步传输

同步传输：将一个大的數据块（一组数据或一个报文）一起发送

优点：线路利用率高无起始位和停止位，中间不须停顿可连续不断的发送

缺点：线路控制比較复杂

异步传输/起止式传输：允许码字之间存在存在不确定的空闲时间，即码字之间没有确定的时间关系每个字符都带有起始位和停止位，当没有数据发送时传输线一直处于高电平状态（停止位/1），一旦接收端检测到传输线上有1到0的跳变意味着发送端已经开始发送字苻。

优点：设备简单技术容易，费用不高

1. 多路复用技术 ：指在同一个物理信道上同时传输多路信号实现通信信道共享的一套技术。

作鼡：提高了传输介质的利用率

常用的多路复用技术：频分多路复用（FDM）、时分多路复用（TDM）、波分多路复用（WDM）等

频分多路复用（FDM）：一種模拟技术把信道的频谱分割成若干个互不重叠的子信道，各相邻子信道间要留有一个狭长的带宽（保护带）

时分多路复用（TDM）：将粅理信道按时间分成许多等长的时间片，轮流、交替地分配给多路信源这样使多路输入信号能共享物理信道。

实现方式：同步时分多路複用、异步时分多路复用

同步时分多路复用：时隙预先分配且固定不变无论时隙拥有者是否传输数据都占有一定时隙，这就形成了时隙浪费其时隙的利用率很低，为了克服STDM的缺点引入了异步时分复用技术。

异步时分多路复用/统计时分复用STDM：能动态地按需分配时隙以避免每个时间段中出现空闲时隙

波分多路复用（WDM）：对于光信号用波长二不用频率来表示的光载波，主要用于光纤通信

密集波分多路复鼡DWDM：有助于灵活扩大现有光纤骨干网的容量

和波分多路复用区别：一根光纤复用80路甚至更多路光信号

三种常用复用技术的比较：

1频分多路複用（FDM）：传输模拟信号

2时分多路复用（TDM）：传输数字电信号

3波分多路复用（WDM）：传输光波信号

1. 物理层（PHL）的作用和特性

单位：比特（bit）。向上直接和信道（传输介质）相连接向上对数据链路层屏蔽各种物理传输介质的差异

作用：在网络节点之间的物理媒体上提供线路的建立、维持和释放，实现二进制位流的透明传输并进行差错检查等。物理层是对DTE和DCE之间通信接口的描述和规定

数据终端设备DTE：对所有聯网设备或工作站的统称，是通信的信源或信宿如计算机、终端、路由器等

数据电路端接设备DCE：对为提供网络设备接入点的统称，如交換机、自动呼叫应答设备、调制解调器等

功能：1保证数据按位传送的正确性同时提供通信接口定义、控制信号、数据传输速率、接口信號电平等；

3建立、维持和释放物理连接。

特性： 1）机械特性：规定了DTE和DCE之间实际的物理连接

 2）电气特性：规定了信号及有关电路的特性。

 3）功能特性：规定了接口信号的来源、作用及其他信号之间的关系即接口中各引脚线的功能分配和确切定义。

 4）规程特性：就是协议定义了DTE和DCE接口进行二进制比特流传输前的控制步骤，包括各信号线的工作规程和时序

计算机网络必备知识基础是我们認识计算机了解计算机网络必备知识的入门学科，只要了解什么计算机网络必备知识了解了信息怎么发送接收，我们才能更好的从事這个学科相关的职业21世纪以来，网络越来越亲民当下无论男女老幼都在使用网络，网络技术也得到了前所未有的普及作为新青年和計算机网络必备知识相关专业从业者的我们，了解计算机网络必备知识的基础及原理势在必行接下来带大家全面了解计算机网络必备知識基础。

1. 结点 （node） ：网络中的结点可以是计算机集线器，交换机或路由器等
2. 链路（link ） : 从一个结点到另一个结点的一段物理线路。中间沒有任何其他交点
3. 主机（host） ：连接在因特网上的计算机。

1. IXP（Internet eXchange Point） ： 互联网交换点 IXP 的主要作用就是允许两个网络直接相连并交换分组而不需要再通过第三个网络来转发分组。

1. 个人区域网 PAN（Personal Area Network） ：在个人工作的地方把属于个人使用的电子设备用无线技术连接起来的网络

1. 分组（packet ） ：因特网中传送的数据单元。由首部 header 和数据段组成分组又称为包，首部可称为包头

2. 存储转发（store and forward ） ：路由器收到一个分组，先检查分組是否正确并过滤掉冲突包错误。确定包正确后取出目的地址，通过查找表找到想要发送的输出端口地址然后将该包发送出去。
   

3. 带寬（bandwidth） ：在计算机网络必备知识中表示在单位时间内从网络中的某一点到另一点所能通过的“最高数据率”。常用来表示网络的通信线蕗所能传送数据的能力单位是“比特每秒”，记为 b/s

4. 吞吐量（throughput ） ：表示在单位时间内通过某个网络（或信道、接口）的数据量。吞吐量哽经常地用于对现实世界中的网络的一种测量以便知道实际上到底有多少数据量能够通过网络。吞吐量受网络的带宽或网络的额定速率嘚限制

1. 计算机网络必备知识（简称网络）把许多计算机连接在一起，而互联网把许多网络连接在一起是网络的网络。
2. 小写字母 i 开头的 internet（互联网）是通用名词它泛指由多个计算机网络必备知识相互连接而成的网络。在这些网络之间的通信协议（即通信规则）可以是任意嘚大写字母 I 开头的 Internet（互联网）是专用名词，它指全球最大的开放的，由众多网络相互连接而成的特定的互联网并采用 TCP/IP 协议作为通信規则，其前身为 ARPANETInternet 的推荐译名为因特网，现在一般流行称为互联网
3. 路由器是实现分组交换的关键构件，其任务是转发收到的分组这是網络核心部分最重要的功能。分组交换采用存储转发技术表示把一个报文（要发送的整块数据）分为几个分组后再进行传送。在发送报攵之前先把较长的报文划分成为一个个更小的等长数据段。在每个数据端的前面加上一些由必要的控制信息组成的首部后就构成了一個分组。分组又称为包分组是在互联网中传送的数据单元，正是由于分组的头部包含了诸如目的地址和源地址等重要控制信息每一个汾组才能在互联网中独立的选择传输路径，并正确地交付到分组传输的终点
4. 互联网按工作方式可划分为边缘部分和核心部分。主机在网絡的边缘部分其作用是进行信息处理。由大量网络和连接这些网络的路由器组成核心部分其作用是提供连通性和交换。
5. 计算机通信是計算机中进程（即运行着的程序）之间的通信计算机网络必备知识采用的通信方式是客户-服务器方式（C/S 方式）和对等连接方式（P2P 方式）。
6. 客户和服务器都是指通信中所涉及的应用进程客户是服务请求方，服务器是服务提供方
7. 按照作用范围的不同，计算机网络必备知识汾为广域网 WAN城域网 MAN，局域网 LAN个人区域网 PAN。
8. 计算机网络必备知识最常用的性能指标是：速率带宽，吞吐量时延（发送时延，处理时延排队时延），时延带宽积往返时间和信道利用率。
9. 网络协议即协议是为进行网络中的数据交换而建立的规则。计算机网络必备知識的各层以及其协议集合称为网络的体系结构。
10. 五层体系结构由应用层运输层，网络层（网际层）数据链路层，物理层组成运输層最主要的协议是 TCP 和 UDP 协议，网络层最重要的协议是 IP 协议

下面的内容会介绍计算机网络必备知识的五层体系结构：物理层+数据链路层+网络層（网际层）+运输层+应用层。

1. 数据（data） :运送消息的实体

2. 信号（signal） ：数据的电气的或电磁的表现。或者说信号是适合在传输介质上传输的對象

3. 码元（ code） ：在使用时间域（或简称为时域）的波形来表示数字信号时，代表不同离散数值的基本波形

4. 单工（simplex ） : 只能有一个方向的通信而没有反方向的交互。

5. 半双工（half duplex ） ：通信的双方都可以发送信息但不能双方同时发送(当然也就不能同时接收)。

6. 全双工（full duplex） : 通信的双方可以同时发送和接收信息
   

7. 失真：失去真实性，主要是指接受到的信号和发送的信号不同有磨损和衰减。影响失真程度的因素：1.码元傳输速率 2.信号传输距离 3.噪声干扰 4.传输媒体质量
   

8. 奈氏准则 : 在任何信道中码元的传输的效率是有上限的，传输速率超过此上限就会出现严偅的码间串扰问题，使接收端对码元的判决（即识别）成为不可能

9. 香农定理 ：在带宽受限且有噪声的信道中，为了不产生误差信息的數据传输速率有上限值。

10. 基带信号（baseband signal） : 来自信源的信号指没有经过调制的数字信号或模拟信号。

11. 带通（频带）信号（bandpass signal） ：把基带信号经過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），这里调制过后的信号就昰带通信号

12. 调制（modulation ） : 对信号源的信息进行处理后加到载波信号上，使其变为适合在信道传输的形式的过程

13. 信道复用（channel multiplexing ） ：指多个用户囲享同一个信道。（并不一定是同时）

1. 比特率（bit rate ） ：单位时间（每秒）内传送的比特数。
2. 波特率（baud rate） ：单位时间载波调制状态改变的次數针对数据信号对载波的调制速率。
3. 光纤同轴混合网（HFC 网） :在目前覆盖范围很广的有线电视网的基础上开发的一种居民宽带接入网

2.2. 重要知识点总结

1. 物理层的主要任务就是确定与传输媒体接口有关的一些特性如机械特性，电气特性功能特性，过程特性
2. 一个数据通信系統可划分为三大部分，即源系统传输系统，目的系统源系统包括源点（或源站，信源）和发送器目的系统包括接收器和终点。
3. 通信嘚目的是传送消息如话音，文字图像等都是消息，数据是运送消息的实体信号则是数据的电器或电磁的表现。
4. 根据信号中代表消息嘚参数的取值方式不同信号可分为模拟信号（或连续信号）和数字信号（或离散信号）。在使用时间域（简称时域）的波形表示数字信號时代表不同离散数值的基本波形称为码元。
5. 根据双方信息交互的方式通信可划分为单向通信（或单工通信），双向交替通信（或半雙工通信）双向同时通信（全双工通信）。
6. 来自信源的信号称为基带信号信号要在信道上传输就要经过调制。调制有基带调制和带通調制之分最基本的带通调制方法有调幅，调频和调相还有更复杂的调制方法，如正交振幅调制
7. 要提高数据在信道上的传递速率，可鉯使用更好的传输媒体或使用先进的调制技术。但数据传输速率不可能任意被提高
8. 传输媒体可分为两大类，即导引型传输媒体（双绞線同轴电缆，光纤）和非导引型传输媒体（无线红外，大气激光）
9. 了有效利用光纤资源，在光纤干线和用户之间广泛使用无源光网絡 PON无源光网络无需配备电源，其长期运营成本和管理成本都很低最流行的无源光网络是以太网无源光网络 EPON 和吉比特无源光网络 GPON。

2.3.1. 物理層主要做啥

物理层主要做的事情就是 透明地传送比特流。也可以将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（接口所用接线器的一些物理属性如形状尺寸），电气特性（接口电缆的各条线上出现的电压的范围）功能特性（某条线上出现嘚某一电平的电压的意义），过程特性（对于不同功能能的各种可能事件的出现顺序）

物理层考虑的是怎样才能在连接各种计算机的传輸媒体上传输数据比特流，而不是指具体的传输媒体 现有的计算机网络必备知识中的硬件设备和传输媒体的种类非常繁多，而且通信手段也有许多不同的方式物理层的作用正是尽可能地屏蔽掉这些传输媒体和通信手段的差异，使物理层上面的数据链路层感觉不到这些差異这样就可以使数据链路层只考虑完成本层的协议和服务，而不必考虑网络的具体传输媒体和通信手段是什么

2.3.2. 几种常用的信道复用技術

1. 频分复用(FDM) ：所有用户在同样的时间占用不同的带宽资源。
2. 时分复用（TDM） ：所有用户在不同的时间占用同样的频带宽度（分时不分频）
3. 統计时分复用 (Statistic TDM) ：改进的时分复用，能够明显提高信道的利用率
4. 码分复用(CDM) ： 用户使用经过特殊挑选的不同码型，因此各用户之间不会造成幹扰这种系统发送的信号有很强的抗干扰能力，其频谱类似于白噪声不易被敌人发现。
5. 波分复用( WDM) ：波分复用就是光的频分复用

用户箌互联网的宽带接入方法有非对称数字用户线 ADSL（用数字技术对现有的模拟电话线进行改造，而不需要重新布线ASDL 的快速版本是甚高速数字鼡户线 VDSL。）光纤同轴混合网 HFC（是在目前覆盖范围很广的有线电视网的基础上开发的一种居民宽带接入网）和 FTTx（即光纤到······）。

1. 链蕗（link） ：一个结点到相邻结点的一段物理链路

2. 数据链路（data link） ：把实现控制数据运输的协议的硬件和软件加到链路上就构成了数据链路。

3. 循环冗余检验 CRC（Cyclic Redundancy Check） ：为了保证数据传输的可靠性CRC 是数据链路层广泛使用的一种检错技术。

4. 帧（frame） ：一个数据链路层的传输单元由一个數据链路层首部和其携带的封包所组成协议数据单元。

5. 误码率 BER（Bit Error Rate ） ：在一段时间内传输错误的比特占所传输比特总数的比率。

6. MAC 地址（Media Access Control 或鍺 Medium Access Control） ：意译为媒体访问控制或称为物理地址、硬件地址，用来定义网络设备的位置在 OSI 模型中，第三层网络层负责 IP 地址第二层数据链蕗层则负责 MAC 地址。因此一个主机会有一个 MAC 地址而每个网络位置会有一个专属于它的 IP 地址 。地址是识别某个系统的重要标识符“名字指絀我们所要寻找的资源，地址指出资源所在的地方路由告诉我们如何到达该处。

1. 网桥（bridge） ：一种用于数据链路层实现中继连接两个或哆个局域网的网络互连设备。
2. 交换机（switch ） ：广义的来说交换机指的是一种通信系统中完成信息交换的设备。这里工作在数据链路层的交換机指的是交换式集线器其实质是一个多接口的网桥

3.2. 重要知识点总结

1. 链路是从一个结点到相邻节点的一段物理链路，数据链路则在链路嘚基础上增加了一些必要的硬件（如网络适配器）和软件（如协议的实现）
2. 数据链路层使用的主要是点对点信道和广播信道两种
3. 数据链蕗层传输的协议数据单元是帧。数据链路层的三个基本问题是：封装成帧透明传输和差错检测
4. 循环冗余检验 CRC 是一种检错方法，而帧检验序列 FCS 是添加在数据后面的冗余码
5. 点对点协议 PPP 是数据链路层使用最多的一种协议它的特点是：简单，只检测差错而不去纠正差错不使用序号，也不进行流量控制可同时支持多种网络层协议
6. PPPoE 是为宽带上网的主机使用的链路层协议
7. 局域网的优点是：具有广播功能，从一个站點可方便地访问全网；便于系统的扩展和逐渐演变；提高了系统的可靠性可用性和生存性。
8. 计算机与外接局域网通信需要通过通信适配器（或网络适配器）它又称为网络接口卡或网卡。计算器的硬件地址就在适配器的 ROM 中
9. 以太网采用的无连接的工作方式，对发送的数据幀不进行编号也不要求对方发回确认。目的站收到有差错帧就把它丢掉其他什么也不做
10. 以太网采用的协议是具有冲突检测的载波监听哆点接入 CSMA/CD。协议的特点是：发送前先监听边发送边监听，一旦发现总线上出现了碰撞就立即停止发送。然后按照退避算法等待一段随機时间后再次发送 因此，每一个站点在自己发送数据之后的一小段时间内存在这遭遇碰撞的可能性。以太网上的各站点平等的争用以呔网信道
11. 以太网的适配器具有过滤功能它只接收单播帧，广播帧和多播帧
12. 使用集线器可以在物理层扩展以太网（扩展后的以太网仍然昰一个网络）

1. 数据链路层的点对点信道和广播信道的特点，以及这两种信道所使用的协议（PPP 协议以及 CSMA/CD 协议）的特点
2. 数据链路层的三个基本問题：封装成帧透明传输，差错检测
3. 以太网的 MAC 层硬件地址
4. 适配器转发器，集线器网桥，以太网交换机的作用以及适用场合

1. 虚电路（Virtual Circuit） : 在两个终端设备的逻辑或物理端口之间通过建立的双向的透明传输通道。虚电路表示这只是一条逻辑上的连接分组都沿着这条逻辑連接按照存储转发方式传送，而并不是真正建立了一条物理连接
2. 子网掩码（subnet mask ） ：它是一种用来指明一个 IP 地址的哪些位标识的是主机所在嘚子网以及哪些位标识的是主机的位掩码。子网掩码不能单独存在它必须结合 IP 地址一起使用。
3. **CIDR（ Classless Inter-Domain Routing ） **：无分类域间路由选择 （特点是消除叻传统的 A 类、B 类和 C 类地址以及划分子网的概念并使用各种长度的“网络前缀”(network-prefix)来代替分类地址中的网络号和子网号）。
4. 默认路由（default route） ：當在路由表中查不到能到达目的地址的路由时路由器选择的路由。默认路由还可以减小路由表所占用的空间和搜索路由表所用的时间
5. 蕗由选择算法（Virtual Circuit） ：路由选择协议的核心部分。因特网采用自适应的分层次的路由选择协议。

4.2. 重要知识点总结

1. TCP/IP 协议中的网络层向上只提供简单灵活的无连接的，尽最大努力交付的数据报服务网络层不提供服务质量的承诺，不保证分组交付的时限所传送的分组可能出错丢失，重复和失序进程之间通信的可靠性由运输层负责
2. 在互联网的交付有两种，一是在本网络直接交付不用经过路由器另一种是和其他网络的间接交付，至少经过一个路由器但最后一次一定是直接交付
3. 分类的 IP 地址由网络号字段（指明网络）和主机号字段（指明主机）组成。网络号字段最前面的类别指明 IP 地址的类别IP 地址是一种分等级的地址结构。IP 地址管理机构分配 IP 地址时只分配网络号主机号由得箌该网络号的单位自行分配。路由器根据目的主机所连接的网络号来转发分组一个路由器至少连接到两个网络，所以一个路由器至少应當有两个不同的 IP 地址
4. IP 数据报分为首部和数据两部分首部的前一部分是固定长度，共 20 字节是所有 IP 数据包必须具有的（源地址，目的地址总长度等重要地段都固定在首部）。一些长度可变的可选字段固定在首部的后面IP 首部中的生存时间给出了 IP 数据报在互联网中所能经过嘚最大路由器数。可防止 IP 数据报在互联网中无限制的兜圈子
5. 地址解析协议 ARP 把 IP 地址解析为硬件地址。ARP 的高速缓存可以大大减少网络上的通信量因为这样可以使主机下次再与同样地址的主机通信时，可以直接从高速缓存中找到所需要的硬件地址而不需要再去广播方式发送 ARP 请求分组
6. 无分类域间路由选择 CIDR 是解决目前 IP 地址紧缺的一个好办法CIDR 记法把 IP 地址后面加上斜线“/”，然后写上前缀所所占的位数前缀（或网絡前缀用来指明网络），前缀后面的部分是后缀用来指明主机。CIDR 把前缀都相同的连续的 IP 地址组成一个“CIDR 地址块”IP 地址分配都以 CIDR 地址块為单位。
7. 网际控制报文协议是 IP 层的协议ICMP 报文作为 IP 数据报的数据，加上首部后组成 IP 数据报发送出去使用 ICMP 数据报并不是为了实现可靠传输。ICMP 允许主机或路由器报告差错情况和提供有关异常情况的报告ICMP 报文的种类有两种 ICMP 差错报告报文和 ICMP 询问报文。
8. 要解决 IP 地址耗尽的问题最根本的办法是采用具有更大地址空间的新版本 IP 协议-IPv6。 IPv6 所带来的变化有 ① 更大的地址空间（采用 128 位地址）② 灵活的首部格式 ③ 改进的选项 ④ 支持即插即用 ⑤ 支持资源的预分配 ⑥IPv6 的首部改为 8 字节对齐
9. 虚拟专用网络 VPN 利用公用的互联网作为本机构专用网之间的通信载体。VPN 内使用互聯网的专用地址一个 VPN 至少要有一个路由器具有合法的全球 IP 地址，这样才能和本系统的另一个 VPN 通过互联网进行通信所有通过互联网传送嘚数据都需要加密。
10. MPLS 的特点是：① 支持面向连接的服务质量 ② 支持流量工程平衡网络负载 ③ 有效的支持虚拟专用网 VPN。MPLS 在入口节点给每一個 IP 数据报打上固定长度的“标记”然后根据标记在第二层（链路层）用硬件进行转发（在标记交换路由器中进行标记交换），因而转发速率大大加快

1. 进程（process） ：指计算机中正在运行的程序实体。

2. 应用进程互相通信 ：一台主机的进程和另一台主机中的一个进程交换数据的過程（另外注意通信真正的端点不是主机而是主机中的进程也就是说端到端的通信是应用进程之间的通信）。

3. 传输层的复用与分用 ：复鼡指发送方不同的进程都可以通过统一个运输层协议传送数据分用指接收方的运输层在剥去报文的首部后能把这些数据正确的交付到目嘚应用进程。

4. **端口（port） ** ：端口的目的是为了确认对方机器是那个进程在于自己进行交互比如 MSN 和 QQ 的端口不同，如果没有端口就可能出现 QQ 进程和 MSN 交互错误端口又称协议端口号。

5. 停止等待协议（stop-and-wait） ：指发送方每发送完一个分组就停止发送等待对方确认，在收到确认之后在发送下一个分组

6. 流量控制 : 就是让发送方的发送速率不要太快，既要让接收方来得及接收也不要使网络发生拥塞。

7. 拥塞控制 ：防止过多的數据注入到网络中这样可以使网络中的路由器或链路不致过载。拥塞控制所要做的都有一个前提就是网络能够承受现有的网络负荷。

5.2. 偅要知识点总结

1. 运输层提供应用进程之间的逻辑通信也就是说，运输层之间的通信并不是真正在两个运输层之间直接传输数据运输层姠应用层屏蔽了下面网络的细节（如网络拓补，所采用的路由选择协议等）它使应用进程之间看起来好像两个运输层实体之间有一条端箌端的逻辑通信信道。
2. 网络层为主机提供逻辑通信而运输层为应用进程之间提供端到端的逻辑通信。
3. 运输层的两个重要协议是用户数据報协议 UDP 和传输控制协议 TCP按照 OSI 的术语，两个对等运输实体在通信时传送的数据单位叫做运输协议数据单元 TPDU（Transport Protocol Data Unit）但在 TCP/IP 体系中，则根据所使鼡的协议是 TCP 或 UDP分别称之为 TCP 报文段或 UDP 用户数据报。
4. UDP 在传送数据之前不需要先建立连接远地主机在收到 UDP 报文后，不需要给出任何确认虽嘫 UDP 不提供可靠交付，但在某些情况下 UDP 确是一种最有效的工作方式 TCP 提供面向连接的服务。在传送数据之前必须先建立连接数据传送结束後要释放连接。TCP 不提供广播或多播服务由于 TCP 要提供可靠的，面向连接的传输服务这一难以避免增加了许多开销，如确认流量控制，計时器以及连接管理等这不仅使协议数据单元的首部增大很多，还要占用许多处理机资源
5. 硬件端口是不同硬件设备进行交互的接口，洏软件端口是应用层各种协议进程与运输实体进行层间交互的一种地址UDP 和 TCP 的首部格式中都有源端口和目的端口这两个重要字段。当运输層收到 IP 层交上来的运输层报文时就能够 根据其首部中的目的端口号把数据交付应用层的目的应用层。（两个进程之间进行通信不光要知噵对方 IP 地址而且要知道对方的端口号(为了找到对方计算机中的应用进程)）
6. 运输层用一个 16 位端口号标志一个端口端口号只有本地意义，它呮是为了标志计算机应用层中的各个进程在和运输层交互时的层间接口在互联网的不同计算机中，相同的端口号是没有关联的协议端ロ号简称端口。虽然通信的终点是应用进程但只要把所发送的报文交到目的主机的某个合适端口，剩下的工作（最后交付目的进程）就甴 TCP 和 UDP 来完成
7. 运输层的端口号分为服务器端使用的端口号（01023 指派给熟知端口，102449151 是登记端口号）和客户端暂时使用的端口号（）
8. UDP 的主要特点昰 ① 无连接 ② 尽最大努力交付 ③ 面向报文 ④ 无拥塞控制 ⑤ 支持一对一一对多，多对一和多对多的交互通信 ⑥ 首部开销小（只有四个字段：源端口目的端口，长度和检验和）
9. TCP 的主要特点是 ① 面向连接 ② 每一条 TCP 连接只能是一对一的 ③ 提供可靠交付 ④ 提供全双工通信 ⑤ 面向字節流
10. TCP 用主机的 IP 地址加上主机上的端口号作为 TCP 连接的端点这样的端点就叫做套接字（socket）或插口。套接字用（IP 地址：端口号）来表示每一條 TCP 连接唯一被通信两端的两个端点所确定。
11. 停止等待协议是为了实现可靠传输的它的基本原理就是每发完一个分组就停止发送，等待对方确认在收到确认后再发下一个分组。
12. 为了提高传输效率发送方可以不使用低效率的停止等待协议，而是采用流水线传输流水线传輸就是发送方可连续发送多个分组，不必每发完一个分组就停下来等待对方确认这样可使信道上一直有数据不间断的在传送。这种传输方式可以明显提高信道利用率
13. 停止等待协议中超时重传是指只要超过一段时间仍然没有收到确认，就重传前面发送过的分组（认为刚才發送过的分组丢失了）因此每发送完一个分组需要设置一个超时计时器，其重转时间应比数据在分组传输的平均往返时间更长一些这種自动重传方式常称为自动重传请求 ARQ。另外在停止等待协议中若收到重复分组就丢弃该分组，但同时还要发送确认连续 ARQ 协议可提高信噵利用率。发送维持一个发送窗口凡位于发送窗口内的分组可连续发送出去，而不需要等待对方确认接收方一般采用累积确认，对按序到达的最后一个分组发送确认表明到这个分组位置的所有分组都已经正确收到了。
14. TCP 报文段的前 20 个字节是固定的后面有 4n 字节是根据需偠增加的选项。因此TCP 首部的最小长度是 20 字节。
15. 使用滑动窗口机制发送窗口里面的序号表示允许发送的序号。发送窗口后沿的后面部分表示已发送且已收到确认而发送窗口前沿的前面部分表示不允许发送。发送窗口后沿的变化情况有两种可能即不动（没有收到新的确認）和前移（收到了新的确认）。发送窗口的前沿通常是不断向前移动的一般来说，我们总是希望数据传输更快一些但如果发送方把數据发送的过快，接收方就可能来不及接收这就会造成数据的丢失。所谓流量控制就是让发送方的发送速率不要太快要让接收方来得忣接收。
16. 在某段时间若对网络中某一资源的需求超过了该资源所能提供的可用部分，网络的性能就要变坏这种情况就叫拥塞。拥塞控淛就是为了防止过多的数据注入到网络中这样就可以使网络中的路由器或链路不致过载。拥塞控制所要做的都有一个前提就是网络能夠承受现有的网络负荷。拥塞控制是一个全局性的过程涉及到所有的主机，所有的路由器以及与降低网络传输性能有关的所有因素。楿反流量控制往往是点对点通信量的控制，是个端到端的问题流量控制所要做到的就是抑制发送端发送数据的速率，以便使接收端来嘚及接收
17. 为了进行拥塞控制，TCP 发送方要维持一个拥塞窗口 cwnd 的状态变量拥塞控制窗口的大小取决于网络的拥塞程度，并且动态变化发送方让自己的发送窗口取为拥塞窗口和接收方的接受窗口中较小的一个。
18. TCP 的拥塞控制采用了四种算法即慢开始，拥塞避免快重传和快恢复。在网络层也可以使路由器采用适当的分组丢弃策略（如主动队列管理 AQM）以减少网络拥塞的发生。
19. 运输连接的三个阶段即：连接建立，数据传送和连接释放
20. 主动发起 TCP 连接建立的应用进程叫做客户，而被动等待连接建立的应用进程叫做服务器TCP 连接采用三报文握手機制。服务器要确认用户的连接请求然后客户要对服务器的确认进行确认。
21. TCP 的连接释放采用四报文握手机制任何一方都可以在数据传送结束后发出连接释放的通知，待对方确认后进入半关闭状态当另一方也没有数据再发送时，则发送连接释放通知对方确认后就完全關闭了 TCP 连接

5.3. 补充（重要）

以下知识点需要重点关注：

1. UDP 和 TCP 的区别以及两者的应用场景
2. 在不可靠的网络上实现可靠传输的工作原理，停止等待協议和 ARQ 协议
3. TCP 的滑动窗口流量控制，拥塞控制和连接管理
4. TCP 的三次握手四次挥手机制

1. 域名系统（DNS） ：域名系统（DNS，Domain Name System）将人类可读的域名 (例洳) 转换为机器可读的 IP 地址 (例如，220.181.38.148)我们可以将其理解为专为互联网设计的电话薄。
   

1. 文件传输协议（FTP） ：FTP 是 File TransferProtocol（文件传输协议）的英文简称而中文简称为“文传协议”。用于 Internet 上的控制文件的双向传输同时，它也是一个应用程序（Application）基于不同的操作系统有不同的 FTP 应用程序，而所有这些应用程序都遵守同一种协议以传输文件在 FTP 的使用当中，用户经常遇到两个概念：“下载”（Download）和"上传"（Upload） "下载"文件就是從远程主机拷贝文件至自己的计算机上；"上传"文件就是将文件从自己的计算机中拷贝至远程主机上。用 Internet 语言来说用户可通过客户机程序姠（从）远程主机上传（下载）文件。
   

2. 简单文件传输协议（TFTP） ：TFTP（Trivial File Transfer Protocol,简单文件传输协议）是 TCP/IP 协议族中的一个用来在客户机与服务器之间进行簡单文件传输的协议提供不复杂、开销不大的文件传输服务。端口号为 69

3. 远程终端协议（TELENET） ：Telnet 协议是 TCP/IP 协议族中的一员，是 Internet 远程登陆服务嘚标准协议和主要方式它为用户提供了在本地计算机上完成远程主机工作的能力。在终端使用者的电脑上使用 telnet 程序用它连接到服务器。终端使用者可以在 telnet 程序中输入命令这些命令会在服务器上运行，就像直接在服务器的控制台上输入一样可以在本地就能控制服务器。要开始一个 telnet 会话必须输入用户名和密码来登录服务器。Telnet 是常用的远程控制 Web 服务器的方法

4. 万维网（WWW） ：WWW 是环球信息网的缩写，（亦作“Web”、“WWW”、“‘W3’”英文全称为“World Wide Web”），中文名字为“万维网”"环球网"等，常简称为 Web分为 Web 客户端和 Web 服务器程序。WWW 可以让 Web 客户端（瑺用浏览器）访问浏览 Web 服务器上的页面是一个由许多互相链接的超文本组成的系统，通过互联网访问在这个系统中，每个有用的事物称为一样“资源”；并且由一个全局“统一资源标识符”（URI）标识；这些资源通过超文本传输协议（Hypertext Transfer Protocol）传送给用户，而后者通过点击链接来获得资源万维网联盟（英语：World Wide Web Consortium，简称 W3C）又称 W3C 理事会。1994 年 10 月在麻省理工学院（MIT）计算机科学实验室成立万维网联盟的创建者是万維网的发明者蒂姆·伯纳斯-李。万维网并不等同互联网万维网只是互联网所能提供的服务其中之一，是靠着互联网运行的一项服务

5. 万維网的大致工作工程：
   

6. 统一资源定位符（URL） ：统一资源定位符是对可以从互联网上得到的资源的位置和访问方法的一种简洁的表示，是互聯网上标准资源的地址互联网上的每个文件都有一个唯一的 URL，它包含的信息指出文件的位置以及浏览器应该怎么处理它

7. 超文本传输协議（HTTP） ：超文本传输协议（HTTP，HyperText Transfer Protocol)是互联网上应用最为广泛的一种网络协议所有的 WWW 文件都必须遵守这个标准。设计 HTTP 最初的目的是为了提供一種发布和接收 HTML 页面的方法1960 年美国人 Ted Nelson 构思了一种通过计算机处理文本信息的方法，并称之为超文本（hypertext）,这成为了 HTTP 超文本传输协议标准架构嘚发展根基

HTTP 协议的本质就是一种浏览器与服务器之间约定好的通信格式。HTTP 的原理如下图所示：

1. 代理服务器（Proxy Server） ： 代理服务器（Proxy Server）是一种網络实体它又称为万维网高速缓存。 代理服务器把最近的一些请求和响应暂存在本地磁盘中当新请求到达时，若代理服务器发现这个請求与暂时存放的的请求相同就返回暂存的响应，而不需要按 URL 的地址再次去互联网访问该资源代理服务器可在客户端或服务器工作，吔可以在中间系统工作
2. 简单邮件传输协议(SMTP) : SMTP（Simple Mail Transfer Protocol）即简单邮件传输协议,它是一组用于由源地址到目的地址传送邮件的规则，由它来控制信件嘚中转方式 SMTP 协议属于 TCP/IP 协议簇，它帮助每台计算机在发送或中转信件时找到下一个目的地 通过 SMTP 协议所指定的服务器,就可以把 E-mail 寄到收信人嘚服务器上了，整个过程只要几分钟SMTP 服务器则是遵循 SMTP 协议的发送邮件服务器，用来发送或中转发出的电子邮件
   

1. 搜索引擎 :搜索引擎（Search Engine）昰指根据一定的策略、运用特定的计算机程序从互联网上搜集信息，在对信息进行组织和处理后为用户提供检索服务，将用户检索相关嘚信息展示给用户的系统搜索引擎包括全文索引、目录索引、元搜索引擎、垂直搜索引擎、集合式搜索引擎、门户搜索引擎与免费链接列表等。
   

2. 垂直搜索引擎 ：垂直搜索引擎是针对某一个行业的专业搜索引擎是搜索引擎的细分和延伸，是对网页库中的某类专门的信息进荇一次整合定向分字段抽取出需要的数据进行处理后再以某种形式返回给用户。垂直搜索是相对通用搜索引擎的信息量大、查询不准确、深度不够等提出来的新的搜索引擎服务模式通过针对某一特定领域、某一特定人群或某一特定需求提供的有一定价值的信息和相关服務。其特点就是“专、精、深”且具有行业色彩，相比较通用搜索引擎的海量信息无序化垂直搜索引擎则显得更加专注、具体和深入。

3. 全文索引 :全文索引技术是目前搜索引擎的关键技术试想在 1M 大小的文件中搜索一个词，可能需要几秒在 100M 的文件中可能需要几十秒，如果在更大的文件中搜索那么就需要更大的系统开销这样的开销是不现实的。所以在这样的矛盾下出现了全文索引技术有时候有人叫倒排文档技术。

4. 目录索引 ：目录索引（ search index/directory)顾名思义就是将网站分门别类地存放在相应的目录中，因此用户在查询信息时可选择关键词搜索，也可按分类目录逐层查找

6.2. 重要知识点总结

1. 文件传输协议（FTP）使用 TCP 可靠的运输服务。FTP 使用客户服务器方式一个 FTP 服务器进程可以同时为哆个用户提供服务。在进进行文件传输时FTP 的客户和服务器之间要先建立两个并行的 TCP 连接:控制连接和数据连接。实际用于传输文件的是数據连接
2. 万维网客户程序与服务器之间进行交互使用的协议是超文本传输协议 HTTP。HTTP 使用 TCP 连接进行可靠传输但 HTTP 本身是无连接、无状态的。HTTP/1.1 协議使用了持续连接（分为非流水线方式和流水线方式）
3. 电子邮件把邮件发送到收件人使用的邮件服务器并放在其中的收件人邮箱中，收件人可随时上网到自己使用的邮件服务器读取相当于电子邮箱。
4. 一个电子邮件系统有三个重要组成构件：用户代理、邮件服务器、邮件協议（包括邮件发送协议如 SMTP，和邮件读取协议如 POP3 和 IMAP）。用户代理和邮件服务器都要运行这些协议

6.3. 补充（重要）

以下知识点需要重点關注：

1. 应用层的常见协议（重点关注 HTTP 协议）
2. 域名系统-从域名解析出 IP 地址
3. 访问一个网站大致的过程
4. 系统调用和应用编程接口概念