计算机网络技术是支撑现代信息社会的基石,它允许不同的计算机和设备通过通信链路互相连接,实现资源共享和数据交换。以下是计算机网络技术的一些基本知识:
1. 计算机网络概述
分类:根据网络的作用范围,可分为广域网(WAN)、城域网(MAN)、局域网(LAN)和个域网(PAN)。按使用者分为公用网络和专用网络。
层次结构:主要有OSI七层模型和TCP/IP四层/五层模型。OSI包括物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层;TCP/IP简化为网络接口层、网络层、传输层、应用层,有时增加会话层作为第五层。
2. 物理层
功能:负责在物理媒体上传输原始比特流,确保数据的物理传输。
设备:中继器用于信号放大,集线器作为多端口的中继器,两者都工作在物理层,但不能隔离冲突域或广播域。
信道类型:单工、半双工、全双工通信方式。
3. 数据链路层
作用:在物理层之上提供可靠的数据传输,处理错误检测和纠正、帧同步、流量控制等。
设备:交换机,与集线器相比,能隔离冲突域,实现更高效的数据转发。
协议:如以太网、令牌环网,以及逻辑链路控制(LLC)和介质访问控制(MAC)子层。
4. 网络层
核心:负责数据包的路由选择,确保数据从源到目的地的传输。
协议:IP协议是关键,IPv4和IPv6是两种版本,支持全球范围的网络互联。
设备:路由器,用于连接不同的网络,执行数据包的路由决策。
5. 传输层
主要协议:TCP(传输控制协议)和UDP(用户数据报协议)。
TCP:提供可靠的数据传输服务,有连接建立(三次握手)、数据确认、错误检测与重传机制。
UDP:提供无连接、不可靠、低延迟的服务,适用于实时应用如DNS、VoIP。
6. 应用层
协议:HTTP、HTTPS、FTP、SMTP、POP3、IMAP等,负责特定的应用数据传输。
功能:实现用户与网络服务的交互,如网页浏览、电子邮件、文件传输等。
7. 性能指标
速率:数据传输的比特数/秒。
时延:发送、传播、排队、处理时延。
往返时间(RTT):数据从发送到接收方确认的时间。
8. 其他重要概念
IP地址与子网掩码:用于标识网络中的设备和进行子网划分。
域名系统(DNS):将人类可读的域名转换为IP地址。
NAT:网络地址转换,用于解决IP地址不足的问题。
DHCP:动态主机配置协议,自动分配IP地址给网络设备。
这些基本知识构成了计算机网络的基础,理解它们对于设计、维护网络系统至关重要。
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