网络工程师重点笔记

第一讲

计算机网络技术是由数据通信技术和计算机技术结合的产物。

信源和信宿统称为数据终端设备。

基本概念：

数据（data）： 传递（携带）信息的实体。（记录下来可以被鉴别的符号） 信息（information）： 是数据的内容或解释。（经过处理后的数据）

信号（signal）： 数据的物理量编码（通常为电编码），数据以信号的形式传播。分为模拟信号以数字信号。

信道（channel）： 传送信息的线路（或通路）

比特（bit）： 信息量的单位（二进制）。比特率为每秒传输二进制位个数。 码元（code cell）： 时间轴上的一个信号编码单元。

波特（Baud）： 码元传输的速率单位。波特率为每秒传输的码元数（即信号传输速率）。

带宽 （物理性质 人为不能改变）

带宽是通信信道的宽度，是信道频率上界与下界之间之差，是介质传输能力的度量，在传统的通信工程中通常以赫兹（HZ）为单位计量。

在计算机网络中，一般使用每秒位数（b/s或bps）作为带宽的计量单位。主要单位：kb/s mb/s Gb/s

时延 信息从网络的一端传送到另一端所需的时间

传输可靠性：1.数据能正确送达 2.数据能有序送达（当采用分组交换时） 通信的三要素：信源 信宿 信道

信源---发送器-------------信宿-----------接收器---信道

任何信道都不是完美无缺的，因此会对传输的信号产生干扰，称为“噪声”。（外界：闪电 串扰 内部：介质特性（衰减.延迟—与频率有关））

信息和数据（二进制位）不能直接在信道上传输 必须经过 编码 调制 解调 解码 编码：数据------适合传输的数字信号-------（便于同步·识别·纠错） 调制：数字信号------适合传输的形式--------按频率·幅度·相位 解调：接收波形------数字信号

解码：数字信号------原始数据

综上 信息（信息编码）-------数据（数据编码）---------信号（调制）------信道------（解调）信号------（数据解码）数据------（信息解码）信息

列： 信息 A 数据01000001 信号（电波等各种信号） 源系统 目的系统

数据通信系统的构成（数据传输系统和数据处理系统） 数据传输系统

传输线路：有介质和我无介质传输设备

传输设备：调制解调器 中继器 多路复用器 交换机等 调制解调器等网络接入设备也称DCE

数据处理系统; 计算机 · 终端等

又分为：源系统（信源+发送器）：发出数据的计算机

目的系统（信宿+接收器）：接受数据的计算机

计算机·终端等设备也称DTE

DTE要通过DCE（接入设备）才能接入网络中

数据通信的基本过程（数据传输和通信控制） 五个阶段 建立物理连接

拨号 拨通对方

建立逻辑连接 互相确认身份 数据传输 互相通话 断开逻辑连接 互相确认要结束通话 断开物理连接 双方挂断

注：并不是所有的数据通信都需要全部5个阶段。

信道及其主要特征

数据信道和模拟信道

数字信道：以数字脉冲形式（离散信号）传输数据的信道。

计算机网络中主要采用数字信道进行数据传输 （ADSL ISDN DDN ATM 局域网）

模拟信道：以连续模拟信号形式传输数据信道。（CATV 无线电广播 电话拨号线路） 信号

模拟信号和数字信号

模拟信号：时间上连续，包含无穷多个信号值

数字信号：时间上离散，仅包含有限数目的信号值。最常见的是二值信号。 周期信号和非周期信号

周期信号：信号由不断重复的固定模式组成（如正玄波）

非周期信号;信号没有固定的模式和波形循环（如语音的音波信号）

数字通信与模拟通信

数字通信：在数字信道上实现模拟信息或数字信息的传输 模拟通信：在模拟信道上实现模拟信息或数字信息的传输 数字通信的优点：抗噪声（干扰）能力强

可以控制差错，提高了传输质量

便于用计算机处理

易于加密 保密性强

可以传输语言 数据 影像 通用 灵活

计算机通信仅在不得已的情况下，才会使用模拟通信，如通过电话线拨号上网。

数据传输方式

单/双工通信-----单/双向传输

单工：数据单向传输 （例：无线广播）

半双工：数据可以双向交替传输，但不能在同一时刻双向传输（例：对讲机） 全双工：数据可以双向同时传输（例;电话）

需要有两条物理上的传输线路;

或者需要具有一条物理线路上的两个信道，分别用于不同方向的信号传输。

并行传输方式和串行传输方式

并行数据传输：传输中有多个数据位同时传输（计算机内部各部件之间和近距离传输）

串行数据传输：数据传输中数据的每一位按顺序依次传输（常用于计算机之间的通信）

基带/频带/宽带传输

基带：调制前的原始信号所占用的频带。主要传输数字信号 频带：经调制的信号所占用的频率。

基带传输：不需要调制，编码后的数字脉冲信号直接在信道上传送。例：以太网（局域网）在信道上传输的是基带信号。

频带传输：就是模拟传输。 数字信号调制成音频模拟信号后再传送，接收方需要解调。（通过电话网络传输数据）

宽带传输：把信号调制成频带为几十MHZ到几百MHZ的模拟信号后再传送，接收方需要解调。例：闭合电视的信号传输。（主要传输模拟信号） 数据同步方式

串行通信中，发和收数据应在时间上保持一致，称之为同步

目的是使接收端与发送端在时间基准上一致：同步脉冲频率 数据从什么时候开始，什么时候结束 位边界 数据块边界

数据通信中需要在三个层次上实现同步： 位------位同步

字符----字符同步

帧（Frame）-----帧同步

位同步：目的是使接收端接收的每一位信号与发送端保持同步包括两种

外同步-----发送端发送数据之前发送同步脉冲信号，接收方用接收到的同步信号来锁定自己的时钟脉冲频率。

自同步：通过特殊编码（如曼彻斯特编码），使数据编码信号中包含同步信号，接收方从数据编码信号提取同信号来锁定自己的时钟脉冲频率。

字符同步：找到正确的字符边界。

计算机网络中站点的连接方式

点-点连接 多点连接 交换连接 集线式连接

第二讲

传输介质

在计算机网络通信中必须要有实在的 物理的介质来进行信号传输

传输介质：

磁介质 高带宽 低费用 高延时（小时）-------在通信中很少使用（使用于硬盘 软盘）

金属导体 双绞线 （目前使用最广泛） 同轴电缆（粗 细）

光纤 用于高质量 远距离 价格昂贵

无线介质 无线电 微波 卫星 红外线

双绞线（TP）

简介：每根有4对·25对·1800对 典型连接距离100米。用于局域网。有RJ45接头（水晶接头）。早期用于电话网络 目前用于计算机网络

结构：内导体芯线 绝缘层 内层屏蔽 外屏蔽 外套

优缺点： 1成本低

2 组装密度高 节省空间

3安装容易（综合布线系统）

4平衡转换（高速率）

5抗干扰性一般 保密性不强

6连接距离短

分类：

屏蔽双绞线（应用较少）：在外层加有铝箔以减小干扰和串音 价格较贵

非屏蔽双绞线（应用广泛）：双绞线外层无任何屏蔽层 抗干扰能力较弱 但常规

应用已经足够

常用双绞线有3类（16Mb/s）和五类（155Mb/s）两种

双绞线连接标准：

色彩标记和连接方法：

交叉线：（1-3 2-6交换）交换机-交换机·pc-pc · HUB-HUB（标准端口）

直连线：pc/路由器-交换机/HUB HUB-HUB（级连端口）计算机连入网络设备

光纤（Optical Fiber） 原理：依靠光波承载数据，光脉冲在玻璃纤维中传播

优缺点： 1传输带宽高：仅受光电转换器件的限制（>100GB/S）

2传输损耗小，适合长距离传输

3抗干扰性能极好(采用光波传输受电磁影响极小)，误码率低，保密性好 4轻便

5价格较高

6需要光电转换（安装比较麻烦）

结构： 保护层 包层 纤芯（组成 塑料二氧化硅即高纯玻璃） 光纤的传输原理——光的反射

光从折射率高的介质入射到折射率低的介质时会产生折射。折射量取决于两种介质的折射率。当入射角>=临界值时产生全反射，不会泄露。

纤芯-折射率高 玻璃包层-折射率低

亮度调制：有光脉冲——1 无光脉冲——0

光传输系统：光源·介质· 光检测