《计算机网络(谢希仁)》学习笔记.pptx

计算机网络概述计算机网络是指互相连接的、自治的计算机系统的集合。它使得不同类型的计算机和终端设备能够相互通信和资源共享。本笔记将全面介绍计算机网络的基本概念、体系结构、技术原理和关键技术。ZP作者：

概论本章介绍了计算机网络的基本定义、特点、分类和应用领域。同时也概述了计算机网络的体系结构，为后续各层的学习奠定了基础。

计算机网络的定义和特点定义计算机网络是由互联的计算机或其他电子设备组成的系统，它们可以通过通信链路进行数据交换和资源共享。特点计算机网络具有分布式、资源共享、高可靠性和开放性等特点，能够提高工作效率并增强信息交流。应用计算机网络广泛应用于办公自动化、电子商务、远程教育、远程医疗等领域,极大地改善了人们的生活和工作。

计算机网络的分类按网络范围分类计算机网络可分为局域网、城域网和广域网。局域网覆盖范围较小,通常局限于一个建筑物或校园内。而广域网覆盖范围更广,可跨越国家和大陆。按采用的技术分类计算机网络还可分为电路交换网、分组交换网和广播网。不同技术应用于不同的网络场景,体现了网络的多样性。按功能分类计算机网络也可分为互联网、内部网和外部网。互联网是全球性的公共网络,内部网为企业内部使用,外部网则连接互联网和内部网。

计算机网络的应用业务办公计算机网络使企业办公效率大幅提升,通过电子邮件、即时通讯、视频会议等手段,便捷地进行信息交流和协作。远程教育网络可以实现师生跨地域互动授课,丰富教学资源的共享,为学习者提供灵活、高效的教育体验。医疗健康医疗信息的互联互通可以提高就诊效率,远程医疗技术则拓展了医疗服务的地域覆盖。娱乐休闲视频点播、在线游戏等互联网应用为生活增添乐趣,也为内容提供者创造新的商业机会。

计算机网络的体系结构分层结构计算机网络采用分层的体系结构,包括物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层,每一层都有明确的功能和接口。分层设计分层设计可以降低网络的复杂性,使不同层之间的联系更加明确,便于网络的扩展和维护。参考模型计算机网络的体系结构通常参考OSI七层参考模型或TCP/IP四层参考模型,它们描述了网络功能的分层结构。

第2章物理层物理层负责将数据以比特流的形式在物理媒体上传输。它定义了电气、机械、功能和过程特性,以建立、维持和终止物理连接。物理层确保比特能够在节点之间正确传输。

物理层的功能数据传输物理层负责在连接设备之间传输原始的比特流,确保比特信息的可靠传输。信号编码物理层将数字信号转换为适合传输媒体的模拟信号,并进行编码和调制。硬件接口物理层定义了连接设备的机械、电气、功能和过程特性,如接口电压、插头形状等。

信号的基本概念模拟信号模拟信号是一种连续变化的电信号,其取值在一定范围内连续变化。常见的模拟信号包括声音、视频、温度等。数字信号数字信号是由一系列离散的电平组成的信号,通常只有两种状态:高电平和低电平。数字信号常用于计算机和通信系统中。信号频率信号频率指单位时间内信号周期的次数,单位是赫兹(Hz)。频率越高,信号变化越快。信号振幅信号振幅指信号在某个规定的时间内波形的最大值和最小值之差。振幅越大,信号强度越强。

信道的基本概念1信道的定义信道是数据传输的媒体,可以是有形的物理线路,也可以是无形的电磁波。信号在信道中传输时会受到各种干扰和噪音的影响。2信道的类型信道可分为单工信道、半双工信道和全双工信道,根据数据传输的方向和时间特点不同。3信道的带宽信道的带宽决定了传输数据的速率,带宽越大,传输速率越高。但受信道物理特性的限制,存在最大带宽。

2.4传输媒体线缆传输电缆和光纤是计算机网络中常见的传输媒体。电缆如同管道,能通过电流传递数据。光纤利用光信号传输,具有高带宽、抗干扰等优点。这些有线媒体因成本较低、传输稳定、抗干扰性强等特点而广泛应用。无线传输无线网络利用无线电波进行通信,包括Wi-Fi、蓝牙等技术。无线网络无需电缆布线,方便灵活,但覆盖范围和抗干扰性较有线网络差。不同无线技术在传输距离、速率、功耗等方面有所取舍。

调制与解调调制将信息信号调制到载波信号上,使其能够在传输介质上传输。常见的调制方式包括振幅调制、频率调制和相位调制。信号传输调制后的信号通过有线或无线介质进行传输,在传输过程中会受到干扰和衰减。需要采取有效的传输技术来保证信号质量。解调接收设备通过解调过程从接收的信号中恢复出原始的信息信号,并将其转换为可识别的输出形式。

数据链路层数据链路层负责可靠地将数据从一个节点传输到相邻节点。它定义了数据帧的格式、差错检测和控制访问等功能,确保数据安全高效地在物理层上传输。

3.1数据链路层的功能信帧传输数据链路层负责在相邻节点之间可靠地传输帧。它确保数据无错误地传输,并解决网络层所面临的物理链路问题。错误控制数据链路层采用差错检测和纠正技术,确保数据帧在传输过程中不会出现差错