网络通信基础知识总结
1.常見術(shù)語說明
| 數(shù)據(jù)載荷 | 在具有層次化結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)通信過程中，上層協(xié)議傳遞給下層協(xié)議的數(shù)據(jù)單元（報文）都可以稱之為下一層協(xié)議的載荷數(shù)據(jù)。 |
| 報文 | 報文是網(wǎng)絡(luò)交換與傳輸?shù)臄?shù)據(jù)單元，它具有一定的內(nèi)在格式，并通常都具有頭部+數(shù)據(jù)載荷+尾部的基本結(jié)構(gòu)。在傳輸過程中，報文的格式和內(nèi)容可能會發(fā)生改變。 |
| 頭部 | 為了更好的傳遞信息，在組裝報文時，在數(shù)據(jù)載荷的前面添加的信息段統(tǒng)稱為報文的頭部。 |
| 尾部 | 為了更好的傳遞信息，在組裝報文時，在數(shù)據(jù)載荷的后面添加的信息段統(tǒng)稱為報文的尾部。 |
| 封裝 | 對數(shù)據(jù)載荷添加頭部和尾部，從而形成新的報文的過程。 |
| 解封裝 | 解封裝是封裝的逆過程，也就是去掉報文的頭部和尾部，獲取數(shù)據(jù)載荷的過程。 |
| 網(wǎng)關(guān) | 網(wǎng)關(guān)是在采用不同體系結(jié)構(gòu)或協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)之間進(jìn)行互通時，用于提供協(xié)議轉(zhuǎn)化、路由選擇、數(shù)據(jù)交換等功能的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。網(wǎng)關(guān)是一種根據(jù)其部署位置和功能而命名的術(shù)語，而不是一種特定的設(shè)備類型。 |
| 路由器 | 路由器就是為報文選擇傳遞路徑的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。 |
補(bǔ)充：對信息進(jìn)行多次封裝和解封裝的主要目的：
2.知名網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)
| 國際標(biāo)準(zhǔn)化組織 | ? ? ? ISO |
| 互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組 | ??????IETF，如：RFC標(biāo)準(zhǔn)系列 |
| 電子電氣工程師學(xué)會 | ??????IEEE，如：以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范 |
| 國際電信聯(lián)盟 | ??????ITU |
| 電子工業(yè)聯(lián)盟 | ??????EIA，如：RS-232串口標(biāo)準(zhǔn) |
| 國際電工技術(shù)委員會 | ??????IEC |
3.OSI參考模型各層功能
| 層編號 | 層名 | ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? 主要功能 |
| 1 | 物理層 | 完成邏輯上的“0”和“1”向適合于傳輸介質(zhì)承載的物理信號（光/電信號）的轉(zhuǎn)換；實(shí)現(xiàn)物理信號的發(fā)送、接收、以及在介質(zhì)上的傳輸過程。 |
| 2 | 數(shù)據(jù)鏈路層 | 在通過物理鏈路相連接的相鄰節(jié)點(diǎn)之間，建立邏輯意義上的數(shù)據(jù)鏈路，在數(shù)據(jù)鏈路上實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的點(diǎn)到點(diǎn)或點(diǎn)到多點(diǎn)方式的直接通信。 |
| 3 | 網(wǎng)絡(luò)層 | 根據(jù)數(shù)據(jù)中包含的網(wǎng)絡(luò)層地址信息，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)從任何一個節(jié)點(diǎn)到任何另外一個節(jié)點(diǎn)的整個傳輸過程。 |
| 4 | 傳輸層 | 建立、維護(hù)和取消一次端到端的數(shù)據(jù)傳輸過程，控制傳輸節(jié)奏的快慢，調(diào)整數(shù)據(jù)的排序等。 |
| 5 | 會話層 | 在通信雙方之間建立、管理和終止會話，確定雙方是否應(yīng)該開始進(jìn)行一方發(fā)起的通信等。 |
| 6 | 表示層 | 進(jìn)行數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換，以確保一個系統(tǒng)生成的應(yīng)用層數(shù)據(jù)能夠被另外一個系統(tǒng)的應(yīng)用層所識別和理解。 |
| 7 | 應(yīng)用層 | 向用戶應(yīng)用軟件提供豐富的系統(tǒng)應(yīng)用接口。 |
補(bǔ)充解釋：
從OSI模型的觀點(diǎn)看：
? ? ?? 計算機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)時，數(shù)據(jù)會從高層向底層逐層傳遞，在傳遞過程中進(jìn)行相應(yīng)的封裝，并最終通過物理層轉(zhuǎn)換為光/電信號發(fā)送出去。計算機(jī)接收數(shù)據(jù)時，數(shù)據(jù)會從底層向高層逐層傳遞，在傳遞過程中進(jìn)行相應(yīng)的解封裝。
?
4.TCP/IP協(xié)議簇
TCP/IP模型與OSI模型的主要差別在二者使用的具體協(xié)議的不同。
兩者比較：
| 數(shù)據(jù)單元名稱 | TCP/IP模型 | OSI模型 |
| 物理層 | 比特Bit | 協(xié)議數(shù)據(jù)單元 |
| 數(shù)據(jù)鏈路層 | 幀 | |
| 網(wǎng)絡(luò)層 | 分組、包 | |
| 傳輸層 | TCP封裝：段；TCP段 UDP封裝：報文；UDP報文 | |
| 應(yīng)用層 | 報文 HTTP封裝：HTTP報文 FTP封裝：FTP報文 |
?
5.網(wǎng)絡(luò)類型：
根據(jù)不同的劃分原則，網(wǎng)絡(luò)可以分為不同的類型。
按照地理覆蓋范圍來劃分，則網(wǎng)絡(luò)可以劃分為局域網(wǎng)（LAN）和廣域網(wǎng)（WAN）。
（1）比較：
| 網(wǎng)絡(luò)類型 | 基本特點(diǎn) | 使用的技術(shù) |
| 局域網(wǎng) | 1. 覆蓋范圍一般在幾公里之內(nèi)； 2. 主要作用是把分部距離較近（如：家庭、校園等）的若干終端電腦連接起來； 3. 不會用到電信運(yùn)行商的通信線路 | 以太網(wǎng)（Ethernet） 無線局域網(wǎng)（WLAN） |
| 廣域網(wǎng) | 1. 覆蓋范圍一般在幾公里之上，可大至幾十、幾百或幾千公里； 2. 主要作用是把分布距離較遠(yuǎn)（如：跨域城市、跨國家等）的若干局域網(wǎng)連接起來； 3. 會用到電信運(yùn)營商的通信線路。 | PPP協(xié)議 ISDN FR ATM SDH |
（2）各種拓?fù)湫螒B(tài)的網(wǎng)絡(luò)類型：
| 網(wǎng)絡(luò)類型 | 拓?fù)鋱D | 基本特點(diǎn) |
| 星型網(wǎng)絡(luò) | 所有節(jié)點(diǎn)通過一個中心節(jié)點(diǎn)連接在一起。 優(yōu)點(diǎn)：很容易在網(wǎng)絡(luò)中添加新的節(jié)點(diǎn)。通過數(shù)據(jù)必須經(jīng)過中心節(jié)點(diǎn)中轉(zhuǎn)，易于實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控； 缺點(diǎn)：中心節(jié)點(diǎn)的故障會影響到整個網(wǎng)絡(luò)的通信。 | |
| 總線型網(wǎng)絡(luò) | ? | 所有節(jié)點(diǎn)通過一條系統(tǒng)總線（如同軸電纜）連接在一起。 優(yōu)點(diǎn)：安裝簡便，節(jié)省線纜。某一節(jié)點(diǎn)的故障一般不會影響到整個網(wǎng)絡(luò)的通信； 缺點(diǎn)：總線故障會影響到整個網(wǎng)絡(luò)的通信。某一節(jié)點(diǎn)發(fā)出的信息可以被所有其他節(jié)點(diǎn)收到，安全性低。 |
| 環(huán)型網(wǎng)絡(luò) | 所有節(jié)點(diǎn)連成一個封閉的環(huán)形。 優(yōu)點(diǎn)：節(jié)省電纜 缺點(diǎn)：增加新的節(jié)點(diǎn)比較麻煩，必須先中斷原來的環(huán)，才能插入新節(jié)點(diǎn)以形成新環(huán)。 | |
| 樹型網(wǎng)絡(luò) | 樹型結(jié)構(gòu)實(shí)際上是一種層次化的星型結(jié)構(gòu)。 優(yōu)點(diǎn)：能夠快速將多個星型網(wǎng)絡(luò)連接在一起，易于擴(kuò)充網(wǎng)絡(luò)規(guī)模； 缺點(diǎn)：層級越高的節(jié)點(diǎn)故障導(dǎo)致的網(wǎng)絡(luò)問題越嚴(yán)重。 | |
| 全網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò) | 所有節(jié)點(diǎn)都通過線纜兩兩相連。 優(yōu)點(diǎn)：具有高可靠性和高通信效率； 缺點(diǎn):每個節(jié)點(diǎn)都需要大量的物理端口，同時還需要大量的互連線纜。成本高，不易擴(kuò)展。 | |
| 部分網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò) | 只是重要節(jié)點(diǎn)之間兩兩相連。 優(yōu)點(diǎn)：成本低于全網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò) 缺點(diǎn)：可靠性比全網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)有所降低。 | |
| 組合型網(wǎng)絡(luò) | ? ? | ? |
6.傳輸介質(zhì)及通信方式
（1）傳輸介質(zhì)：
??現(xiàn)在通信技術(shù)所使用的物理信號主要是光、電信號，所使用的傳輸介質(zhì)主要有空間、金屬導(dǎo)線和玻璃纖維三大類。
??空間這類傳輸介質(zhì)主要用來傳遞電磁波。從通信角度來看，空間類傳輸介質(zhì)又可分為真空和空氣兩種介質(zhì)。電磁波在真空中的傳播速度大于其在空氣中的傳播速度。
??金屬導(dǎo)線主要用來傳遞電流、電壓信號。在金屬導(dǎo)線這類傳輸介質(zhì)中，主要使用的是銅線。電流、電壓信號在銅線上的傳播速度非常接近光速。
（2）同軸電纜結(jié)構(gòu)：
1.銅導(dǎo)線作用：用來傳輸電流、電壓信號的；
2.銅網(wǎng)屏蔽層作用：抵御環(huán)境中的電磁輻射對所傳輸?shù)碾娏鳌㈦妷盒盘柕母蓴_；
? ? ? 使用范例：有線電視網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，早期的以太網(wǎng)。
目前，以太網(wǎng)已經(jīng)演化為一種星型網(wǎng)絡(luò)，不再使用同軸電纜，而是使用雙絞線或光纖。
（3）雙絞線：雙絞方式的導(dǎo)線可以較好的抵御環(huán)境電磁輻射對導(dǎo)線中傳遞的電流、電壓的干擾。
結(jié)構(gòu)：雙絞線內(nèi)的8根銅線兩兩相互纏繞，形成4組線對，或稱4個繞組。
| 屏蔽雙絞線STP | 無屏蔽雙絞線UTP（一般情況先使用） |
| 抗干擾能力較強(qiáng) | 抗干擾能力較弱 |
| 價格較貴 | 價格較便宜 |
（3.1）部分UTP的分類情況：
| UTP | 用途 | 說明 |
| 一類 | 電話系統(tǒng) | 只定義，未使用 |
| 二類 | 曾用于令牌環(huán)網(wǎng) | 現(xiàn)已不用 |
| 三類 | 以太網(wǎng)、電話系統(tǒng) | 最大信息傳輸速率為16Mbit/s；第一個IEEE標(biāo)準(zhǔn)化的星型以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)10Base-T就是使用的三類UTP |
| 四類 | 曾用于令牌環(huán)網(wǎng)、以太網(wǎng) | 現(xiàn)已不用 |
| 五類 | 廣泛用于以太網(wǎng)、電話系統(tǒng) | 最大信息傳輸速率為100Mbit/s，支持10Base-T和100Base-TX,目前正廣泛使用 |
| 超五類 | 廣泛用于以太網(wǎng) | 最大信息傳輸速率為1000Mbit/s，支持10Base-T、100Base-TX、1000Base-T,目前正廣泛使用 |
注明：當(dāng)三類雙絞線、五類雙絞線、超五類雙絞線在應(yīng)用于以太網(wǎng)環(huán)境時，為了保證信號在傳輸過程中的衰減不至于太大，其最大允許的傳輸距離均規(guī)定為100m。
（4）光纖:傳遞的是一種波長在紅外波段的紅外光。
真正的光纖（光導(dǎo)纖維）指的是纖芯和覆層。纖芯和覆層的材質(zhì)均是玻璃，所不同的是覆層玻璃體的折射系數(shù)約小于纖芯玻璃體的折射系數(shù)。
| 單模光纖 | 多模光纖 |
| 纖芯較細(xì)，覆層較厚 | 纖芯較粗，覆層較薄 |
| 相比于單模光纖，多模光纖的生產(chǎn)工藝要求較為簡單，生產(chǎn)成本較低、價格較便宜。 | |
| 不存在模間色散現(xiàn)象 | 多模光纖中的多模傳輸方式會引起模間色散，而模間色散會大大降低光信號的傳輸質(zhì)量。模間色散會引起“脈沖展寬”效應(yīng)，從而使得所傳輸?shù)墓庑盘柈a(chǎn)生畸變。 |
| 傳輸距離越遠(yuǎn)，模間色散對光信號傳輸質(zhì)量的影響越嚴(yán)重（光信號畸變程度越嚴(yán)重）。 限制多模光纖傳輸距離的主要原因是減小模間色散對光信號傳輸質(zhì)量的影響（弱化信號畸變程度）。 | |
| 在傳輸距離相同的條件下：單模光纖比多模光纖能夠支持更高的信息傳輸率； 在信息傳輸率相同的條件下：單模光纖比多模光纖能夠支持更大的傳輸距離。 | |
| 多用于廣域網(wǎng)，傳輸距離較大。 | 多用于局域網(wǎng)絡(luò)，傳輸距離較小。 |
（5）光纖與銅線比較，其中光纖的優(yōu)勢：
1.銅線上的電信號會受到環(huán)境中的無線電波、電磁噪聲、電磁感應(yīng)、閃電雷擊等因素的干擾，而光纖中的光信號不會受到此影響。
2.一般情況下，光纖能夠支持的信息傳輸率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于銅線能夠支持的信息傳輸率。
3.光信號在光纖中的衰減遠(yuǎn)小于電信號在銅線上的衰減，所有在遠(yuǎn)距離通信中，使用光纖能夠大大減少中繼器的數(shù)量。
4.光纖較銅線又輕又細(xì)，更易于運(yùn)輸、安裝和部署。
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7.通信方式
（1）串行通信：是指在一條數(shù)據(jù)通道上，將數(shù)據(jù)一位一位（一比特一比特）的依次傳輸?shù)耐ㄐ欧绞健４型ㄐ乓淮沃荒軅鬏斠粋€“0”和一個“1”。例：RS-232線路上的通信方式就是一種串行通信方式。
（2）并行通信：是指在一組數(shù)據(jù)通道上，將數(shù)據(jù)一組一組的依次傳輸?shù)耐ㄐ欧绞健２⑿型ㄐ乓淮文軌騻鬏敹鄠€“0”和“1”。并行通信中，每一條數(shù)據(jù)通道上的闡述原理都與串行通信類似。通常，并行通信是以字節(jié)為單位來進(jìn)行傳輸?shù)摹＠?#xff1a;計算機(jī)與數(shù)字投影儀之間的通信方式就是一種并行通信方式。
??并行通信可以大幅度提升傳輸速率，但是并行通信需要更多的數(shù)據(jù)通道，也就是更多的銅線或光纖，會增加網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)資本。而且，并行通信中，各數(shù)據(jù)通道上的信號同步要求非常苛刻，容易產(chǎn)生嚴(yán)重的誤碼情況。
??總之，并行通信中，各數(shù)據(jù)通道上的信號同步要求嚴(yán)格，并且信號傳輸距離越遠(yuǎn)，實(shí)現(xiàn)各數(shù)據(jù)通道上的信號同步就越困難，因此并行通信一般不適合遠(yuǎn)距離通信場合。
（3）單工、半雙工、全雙工通信方式
| 單工方式 | 信息的流向只能由一方指向另一方。例如：廣播通信系統(tǒng)、傳統(tǒng)的模擬電視系統(tǒng)等。衛(wèi)星與地面接收終端之間的通信方式 |
| 半雙工方式 | 信息的流向可以從A到B，也可以從B到A，但信息不能同時在兩個方向上進(jìn)行傳遞。如果A和B同時發(fā)送數(shù)據(jù)，則通信雙方都不能成功接收到對方發(fā)送的數(shù)據(jù)。例如：對講機(jī)系統(tǒng) |
| 全雙工方式 | 信息可以同時在兩個方向上進(jìn)行傳遞。例如：固定電話通信系統(tǒng)、移動電話通信系統(tǒng) |
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總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的网络通信基础知识总结的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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