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思维导图：

第一章：计算机网络概述

第一章：计算机网络概述

计算机网络发展史

- 应用层：把人类语言转换成计算机编码，如 ASCII、Unicode、UTF-8
- 表示层：把编码转变成二进制
- 介质访问控制层：二进制转换成电信号
- 物理层：传输电信号

计算机网络规模

延长传输距离
- 同轴电缆：抗电磁干扰强，网速慢（155Mb/s）
- 双绞线：8 根线两两相绞，传输距离 100 米（T568A/T568B 线序、RJ45/RJ11 接口）

- 光纤：单模传输 5KM/多模传输 2KM（抗干扰强、速率高，需光模块）

- 无线传输介质：蓝牙、红外线、通信卫星
增加接入的数量
- 核心逻辑：通过拓扑/设备扩展节点接入

计算机网络拓扑结构

总线型网络
- 结构：所有节点连一条通信线路
- 优点：结构简单、组网成本低
- 缺点：安全性低（单线路故障全网瘫痪）
星型网络
- 结构：所有节点通过中心节点相连
- 优点：结构简单、故障易诊断
- 缺点：中心节点故障影响全网
环型网络
- 结构：首尾互联成封闭环路
- 优点：节省线缆
- 缺点：扩展难、故障节点影响大
树型网络
- 结构：层次化星型结构
- 优点：易扩展新节点
- 缺点：高层节点故障影响严重
网状型网络
- 结构：节点间两两互联
- 优点：高可靠性
- 缺点：结构复杂、成本高

网络设备简介

集线器

- 特点：物理层设备，总线型结构、共享线路（同一时刻仅两主机通信）
- 问题：泛洪传输、MAC 地址冲突（CSMA/CD 技术解决）
网桥
- 特点：每接口隔离一个冲突域

交换机
- 特点：多接口网桥，自学习 MAC 地址表（老化 300 秒）
- 数据处理：泛洪（无表项）、单播（有表项）、丢弃（地址不符）

路由器

- 特点：网络层设备，隔离广播域、基于 IP 寻址转发
- 关键协议：ARP（IP ↔ MAC 解析，表老化 180 秒）

IP 地址详解

IP 地址分类
- A 类：1-126，可用主机数 2^24-2（掩码 255.0.0.0 ）
- B 类：128-191，可用主机数 2^16-2（掩码 255.255.0.0 ）
- C 类：192-223，可用主机数 2^8-2（掩码 255.255.255.0 ）
- D 类：224-239（组播地址）
- E 类：240-254（科研/军事）

特殊 IP 地址
- 全 0 地址（0.0.0.0 ）：代表“所有地址”
- 全 1 地址（255.255.255.255 ）：受限广播（路由器隔离）
- 环回地址（127.0.0.0/8 ）：测试网络组件
VLSM 与 CIDR
- VLSM：可变长子网掩码（灵活划分地址）
- CIDR：无类域间路由（汇总网段，“取相同、去不同” ）

第二章：两种参考模型

OSI参考模型

产生背景
- 各大厂商都有自己的协议
- 跨厂商设备不兼容
- 用户购买维护设备成本高
每层作用

- 应用层：给应用程序提供网络服务
- 表示层：定义数据格式，负责加密、解密、编码、解码、压缩、解压缩
- 会话层：建立、维护、拆除通信双方会话（用session id区分同一应用不同进程）
- 传输层：建立端到端连接（端口号，逻辑连接），提供分段功能（TCP）
- 端口号范围：0-65535（0和65535为系统保留）
- 知名端口号：1-1023（如HTTP 80、HTTPS 443等）
- 动态端口号：1024-65534（客户端随机使用）
- 网络层：路由器等设备根据IP地址寻址转发数据，提供分片功能
- 数据链路层：交换机根据MAC地址寻址转发数据，负责数据帧封装、解封装等
- 物理层：传输电/光信号，定义物理标准（电压、线缆等）
- 信号传输模式：单工（如收音机）、半双工（如对讲机）、双工（双方同时收发）
通讯过程
- 封装：在原始数据前加额外信息形成新数据
- 解封装：拆掉额外信息还原原始数据