关于计算机基础知识的学习笔记

### 关于计算机基础知识的学习笔记 #### 一、华为技术认证体系简介 - **HCIA (Huawei Certified ICT Associate)**: 华为认证体系下的初级网络工程师级别，主要面向那些希望获得ICT基础知识并能够掌握基本技能的专业人士。 - **HCIP (Huawei Certified ICT Professional)**: 在华为认证体系中处于中级水平，适合那些已经具备一定实践经验，能够独立完成网络规划、设计与优化的专业人士。 - **HCIE (Huawei Certified ICT Expert)**: 作为华为认证体系中的最高级别，HCIE认证侧重于考察候选人在特定领域的深入理解和实际操作能力。 #### 二、计算机网络基础概念 - **计算机网络**是一种用于连接两台或多台计算机以便进行资源共享或信息交换的技术。它可以通过有线或无线的方式实现连接。 - **云计算**是一种基于互联网的服务模式，用于提供按需计算资源（如服务器、存储、数据库、网络、软件等）。其核心优势在于灵活性高、成本低。 - **分布式计算**: 是云计算的一种实现方式，涉及将任务分割成许多小部分，然后将这些部分分布到多个计算节点上进行处理。 - **云存储**: 是指通过互联网提供的在线存储服务，用户可以随时随地访问自己的数据。 - **电信号抽象语言**: 计算机中的数据通常以电信号的形式表示，这种电信号可以通过编码转换为人类可理解的语言形式。 - **编码**: 将原始数据转换为适合在网络中传输的格式的过程。 - **二进制**: 由0和1组成的数字系统，是现代计算机系统的基础。 - **电信号**: 二进制数字最终通过电信号的形式在物理层进行传输。 - **通信技术发展**: - **阿帕 (项目代号)**: 最初的网络研究项目之一，后来演变成今天的互联网。 - **阿帕网（军用）**: 该项目的早期版本，主要用于军事通信。 - **互联网（民用）**: 从阿帕网发展而来，现在已成为全球最大的民用网络。 - **对等网（P2P）**: 规模较小的网络，其中每个节点都可以充当客户端和服务端的角色。 #### 三、网络设备和技术 - **增加网络节点数量**: 为了扩展网络覆盖范围和提高服务质量，可以通过增加节点来实现。 - **延长传输距离**: - **传输介质**: 包括双绞线、同轴电缆和光纤等。 - **双绞线**: 成本较低但传输距离有限。 - **同轴电缆**: 提供比双绞线更好的性能，但仍不如光纤。 - **光纤**: - **光导纤维**: 使用光束传输数据，传输速度更快且距离更远。 - **光猫 (Optical Modem)**: 用于转换光信号和电信号，是光纤网络接入的关键设备。 - **单模光纤**: 使用注入式激光二极管作为光源，适用于长距离传输。 - **多模光纤**: 使用发光二极管作为光源，适用于短距离传输。 - **信号转换**: - **电-光**: 发光二极管和注入式激光二极管用于将电信号转换为光信号。 - **光-电**: 光电二极管用于将光信号转换回电信号。 - **放大器 (中继器)**: 用于延长信号传输距离，通常可以增加5倍左右的传输距离。 #### 四、网络拓扑结构 - **总线型拓扑**: 所有节点都连接到一条公共主线上。 - **环形拓扑**: 节点按环形排列，数据沿着一个方向传递。 - **星型拓扑**: 各个节点都直接连接到一个中心节点（通常是交换机）。 - **网状拓扑**: 每个节点与其他多个节点相连，提供高冗余度。 - **性价比最高**: 星型拓扑由于易于管理且故障率低而被广泛采用。 #### 五、早期网络设备 - **集线器 (Hub)**: 早期用于集中连接多个网络节点的设备，不具备智能功能。 - **安全延迟冲突**: 由于集线器工作在物理层，无法避免冲突，因此可能出现数据包丢失或延迟问题。 - **CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection)**: 一种网络协议，用于在共享媒体（如集线器连接的局域网）中避免数据包碰撞。 #### 六、MAC地址和交换机 - **MAC地址**: 每块网络适配器上的唯一标识符，由48位二进制数字组成。 - **交换机**: 一种二层网络设备，用于连接多个设备并高效地转发数据包。 - **交换机的转发原理**: - 当数据包到达交换机时，交换机会记录源MAC地址和接口之间的关系。 - 如果知道目标MAC地址对应的接口，就会直接发送数据；如果不知道，则会进行泛洪处理。 #### 七、路由器与IPv4/IPV6 - **路由器**: 用于在网络之间路由数据包的三层网络设备。 - **隔离泛洪范围**: 路由器可以将网络划分为多个逻辑区域，限制广播域的范围。 - **IPv4**: 互联网协议的第四版，使用32位二进制地址。 - **IPv6**: 互联网协议的第六版，使用128位二进制地址，旨在解决IPv4地址枯竭的问题。 - **子网掩码**: 用于确定IP地址中的网络部分和主机部分。 #### 八、网络诊断工具 - **Ping**: 用于测试网络连通性和评估网络性能的基本工具。 - **ARP (Address Resolution Protocol)**: 一种协议，用于将IP地址解析为物理MAC地址。 - **广播地址**: 用于向网络中的所有设备发送消息。 - **广播域**: 收到广播消息的所有设备的集合。 - **ARP的工作原理**: - 主机在发送数据之前，先查找本地ARP缓存表中是否有目标IP地址对应的MAC地址。 - 如果找不到，则发起ARP请求广播，询问网络中其他设备的目标MAC地址。 - 目标设备接收到ARP请求后，返回自己的MAC地址。 以上内容概述了计算机网络领域的一些基础知识和技术要点，对于理解现代网络架构及其运作机制至关重要。