计算机网络原理笔记.pdf

计算机网络是信息技术领域的重要组成部分，它通过通信设备和线路连接了全球各地的计算机系统，实现了资源共享和信息交换。网络的发展经历了面向终端、计算机-计算机、开放式标准化和因特网广泛使用四个阶段，如今正朝着宽带、全光、多媒体、移动和下一代网络的方向发展。 计算机网络由资源子网和通信子网两部分构成。资源子网负责提供网络用户可以访问的共享资源，如文件服务器、打印机等；通信子网则负责数据的传输和路由，确保信息能够正确地在各节点间传递。网络的主要功能包括硬件和软件资源共享，以及用户之间的信息交换。这一技术广泛应用于办公自动化、远程教育、电子银行、证券交易、企业网络等多个领域。 网络协议是计算机网络中数据交换的规则和标准，其组成部分包括语义（定义协议中信息的含义）、语法（规定数据格式和排列顺序）和时序关系（控制数据传输的顺序和时间）。常见的网络协议有ISO的OSI/RM模型（物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层）和TCP/IP模型（主机-网络层、互联层、传输层和应用层）。TCP/IP模型相对更简洁，但两者都采用分层结构来简化复杂性。 物理层是网络的最底层，负责在物理信道上进行比特流的传输。这一层涉及到机械、电气、功能和规程四个特性，以及数据终端设备（DTE）和数据通信设备（DCE）。数据传输速率（bps）和信号传输速率（Baud）是衡量数据传输效率的关键指标，而信道容量则受限于奈奎斯特公式和香农公式，它们与信道带宽和信噪比有关。 通信介质包括有线（如双绞线、同轴电缆、光纤）和无线（如无线电波、微波、红外线、激光和卫星通信）两种类型。其中，光纤以其高速度和长距离传输优势在现代网络中占据重要地位。调制解调器（Modem）用于数字和模拟信号的转换，而CODEC则负责模拟到数字的转换。 数据链路层是网络的第二层，负责帧同步、差错控制、流量控制和链路管理。差错控制通常采用反馈重发或超时重传策略，而流量控制则避免网络拥塞，保证数据的有序传输。分组交换网络中的虚电路和数据报两种模式分别对应于连接导向和无连接服务。 计算机网络原理涉及了从物理层的信号传输到应用层的信息服务的广泛知识，这些理论和技术构成了我们今天依赖的互联网基础。随着技术的不断进步，网络将持续演进，为我们带来更多的可能性和便利。