三网：电信网络（电话，电报），有线电视网络，计算机网络（数据）--网络融合
计算机网络的功能是 连通和共享 网络由结点（主机，hub，switch，router）和链路组成
ARPNET发展成的最大的Internet 是我们现在使用的，ISP 因特网服务提供商（中国电信，移动，联通）（拥有通信线路，IP地址等）主干ISP>地区ISP>本地ISP 而IXP是因特网交换点，为了不需要地区间通过主干ISP交换而直接设置的中间点。
标准化工作：RFC文档是因特网标准的趋向，并不是所有的RFC文档都是标准，而所有标准都是RFC文档。
因特网组成:核心部分（switch,router)和边缘部分(主机） 边缘间的通信方式是：c/s 和 p2p（不分谁是主机谁是服务器，对等）
核心部分：路由器 实现分组交换
电路交换：（电话通信）建立链接 通话 释放链接 通话占用线路，其他用户不能使用 ——>报文交换——>分组交换
分组交换：存储转发技术（路由器存储转发）：将数据分组，在每一个报文包头都有关于控制的信息，这样可以被发往目的。
（路由选择协议，路由信息，存储转发排队时延，携带的控制信息也有多于，读取处理时延，分组交换是切片的报文交换）
计算机网络的定义：一些（两个）相互互联，自治的计算机集合。
分类： 作用范围：广域网，城域网，局域网，个人区域网
使用者：公用网（CHINANET），专用网（银行，军队）
计算机网络性能指标：速率，带宽（不是信号的频率宽度，而是一点到一点传输的最高速率），吞吐量（单位时间某个接口的数据量），时延(发送时延+传播时延+处理时延+排队时延）时延带宽积，往返时间RTT，利用率（信道和网络利用率）
网络协议三要素：语法，语义，同步（事件实现顺序）
OSI七层体系结构：应用层，表示层，会话层，运输层，数据链路层，物理层 TCP/IP五层体系结构
应用层：应用进程之间交互（HTTP，SMTP，FTP协议）
运输层：两个主机之间进程通信（TCP，UDP）（面向链接，可靠的报文段）（无链接，不可靠的用户数据段）分用，复用
网络层：IP数据报 为两个主机提供通信服务（不一样的包头和数据组成）
数据链路层：帧（mac地址，主机硬件地址）帧是一种结构，由包头和数据组成
物理层：传输比特流（0，1）。 层层打包，层层解包。
服务数据单元SDU 可以分解成多个协议数据单元 PDU 上一层到下一层 PDU也可以组合成SDU 下一层到上一层
实体是上下两层关系 协议是同层关系 水平的 服务是下层对上层提供服务（服务提供者 服务用户）服务访问点 是有服务的两个点 原语：request 呼叫方请求响应 indication 被呼叫方指示响应 response 被呼叫方响应（接受或拒绝）confirm通知呼叫方告诉接受请求 （请求链接过程） 数据发送过程 链接释放过程
1 物理层
数据通信（接口，电缆，信道方式...传输比特流）
机械特性，电气特性，功能特性，过程特性 发送系统（源点+发送器） 传输系统 目的系统（接收器+终点）
模拟信号（连续）数字信号（离散） 信道：具有方向的传输信息的媒体（通信电路=发送信道+接受信道）
单工通信（只有一个方向：广播）半双工通信：一个电路可以接受和发送，但是不能同时 双工通信
基带信号：电脑键盘产生的信息或者其他，自动转化为数字信号 基带调制：将基带信号调制变成另一种数字信号（编码）
带通调制：将调制后的信号加载到载波上 之后的信号称为带通信号 可以在信道中传输更多的数据（这样过程的原因）
编码方式：不归零制，归零制，曼彻斯特编码，差分曼彻斯特编码
带通调制方式：调幅，调频，调相 码元 0 或者 1 码元超过一定频率范围则不能通过
码元的传输速率越大传输距离越远，噪声干扰越严重，失真越严重 = 奈式准则
信噪比：信号功率和噪声功率的比S/N 分贝单位信噪比=10log10（S/N） 极限传输输率C=Wlog2（1+S/N）W信道宽度
导引性和非导引（有线无线）：双绞线（网线 交叉线，直通线 屏蔽和非：有无金属套层 5类，绞 3类）同轴电缆（铜心 电视机 模拟信号 75欧 数字信号 70欧）光缆：光纤 （单模光纤：传输距离远，成本高 多模：多个入射角：距离近）
无线通信：短波通信：电离层。(中波：广播 长波） 微波通信：（电磁波 地面微波或者卫星通信）
信道复用技术：为不同用户提供信道传输信息：频分复用 时分复用 （复用器 分用器）波分复用（光纤的广的频分复用）
码分复用（编码不同的）CDMA 码分多址 利用正交关系提取数据 每个站的码片序列之间正交 S站发送Sx信号 码片序列S
T站发送Tx信号 码片序列T Sx*T=0 Tx*S=0 S*Sx解出Sx信号 T*Tx解出Tx信号 规格化内积 解出数据 S站发送S码片序列 （-1 -1 -1 +1 +1 -1 +1 +1） Sx信号为1 则为（-1 -1 -1 +1 +1 -1 +1 +1) Sx内积S 结果为1 内积是（第一个数乘第一个数+第二个数乘第二个数+...)
宽带接入技术（高速率的用户接入ISP）高于一定传输速率成为宽带
ADSL 非对称数字用户线（DMT技术）：用以前的模拟电话线进行的宽带改造：一部分的电话线承载信号频率，一部分承载宽带数字业务 下行（ISP到用户）上行（用户到ISP） 下行 下载 上行 上传 非对称 =下行大于上行
数字用户接入复用器（DSLAM）（ATU-C）端局 电话分离器 用户线 电话分离器 ATU-R 调制解调 RJ-11接分离器 RJ-45 接 电脑 分离器解电话和调制解调器和电话线 传播距离： 上行： 下行：
光纤同轴混合网（HFC）:有线电视网上发展的宽带接入技术 电视，电话，数字宽带
高速光纤 光纤 光纤结点 同轴电缆 接入用户 一段频率被分为上行信道和下行信道 （电视占有，电话占有，数字宽带占有） 结点到用户（2-3km）
FTTx 光纤到x 光纤干线 光纤配线（无源光网络，有源光网络）PON 光纤到用户
2 数据链路层
点对点通信：信道一对一 （ppp） 广播通信：一对多（需要共享信道协议协调（CSMA/CD）
三个问题：封装成帧，透明传输，差错检验 以太网的mac地址
使用设备组成以太网，局域网 ：适配器，转发器，hub ，网桥，以太网交换机 数据链路=协议+链路（物理线路）
PC（所有层）+router（物理，数据链路，网络层）+PC IP数据报 ——>帧——>物理层传输 ——>帧——>IP数据报
层层打包，层层解包 封装成帧：IP数据报为基本单位 在数据链路则成为帧的数据部分 （最大传送大小MTU）
透明传输：帧开始符（SOH二进制数 01）结束符（ EOT 二进制数04） 如何在区分数据中的04 不是结束符：转义字符：
在中间的数据段在每个是ESC，SOH和EOT的数据前面加一个ESC 在传输到网络层时去掉 （字节填充或者字符填充）
差错检验：传输中1变成0 0变成1的问题，误码率：错误的比特占总比特的比例 CRC技术检验：后面有帧检验序列
FCS 数据分组每组k位 后面n位检错码（k+n）假设数据M=101001 除数P=1101 （P（x) 是双方知道的一个数） （K=6 n是p的长度-1） M'=101001000 FCS=M'/P=001 M‘是M加上n个0 这个除是模二运算1111+1010=0101 不进位
传输错误：无比特差错和无传输差错（内容差错，顺序差错）
PPP协议：用户到ISP 点对点传输协议 PPPoe （在以太网上传输的PPP，链路层） （不同于局域网 一台机器 ）
组成三部分：封装在串行链路的方式：异步链路：一个一个字符（8比特的比特数据，不要）同步链路：一串比特流（同步时钟）
链路控制协议LCP 网络控制协议NCP：向上处理 网络层协议
帧： 1（7E 开始标志 F） 1（FF 广播地址 A） 1（03 待定含义 C） 2（协议） 小于1500（数据） 2（FCS） 1（7E 结束） 协议：数据为0x0021 数据段为IP数据报 数据为0xC021则为LCP 数据为0x8021则为NCP
异步传输时：字节填充 ，异步链路传输单位是字符（8比特） 0x7D
同步传输：零比特传输：因为界定符为7E 所以在数据字段当有5个一是在后面填入0 这样保证不出先7e，接受端去掉0和界定7E
链路建立：无物理层链接，建立物理层链接，LCP链路，建立LCP链路，建立LCP，NCP链路（用户到ISP的路由器）
局域网拓扑：星形，环形，总线形 一对多 以太网（IEEE802.3），现在都使用这个局域网 LLC协议MAC协议
适配器：计算机与外界局域网链接(计算机中并行数据和以太网线路中串行数据转换通信（网卡每一个都有MAC地址，处理器,ROM RAM） CSMA/CD 协议（曼彻斯特编码）：多点接入（总线形网络），载波监听（检测信道），碰撞检测（边发边检测）每个站点发送前，发送中一直检测信道：先听后发，边听边发，冲突停发，延时重发 电磁波1km发送5us
单程传播t ，最大碰撞发生检测时间2t，A端发送到B端 B端刚好发送 B发送时间i（产生碰撞） 则检测碰撞时间是2t-i
2t是争用期 当一个站点 发送一个（64字节）数据，在2t后没有发生碰撞，则这个数据成功发送 发送64字节的时间=2t 争用时间
以太网用截断二进制指数退避算法确定产生碰撞后的重传时间：争用时间2t k=min[ 重传次数，10 ]
然后从[ 0,1...(2k-1）]k是指数 选一个数 r 则重传时间为T=r*2t
当发生碰撞 还要发送32比特或者48比特 人为干扰信号o 让所有站点知道 发生了碰撞 一次碰撞浪费时间是2t-i+t+o
还规定了帧间最小间隔时间96比特 为了使刚刚接受到数据帧的站点处理帧，为下一次可能马上又要接受帧做准备（发送方发送完成之后等96比特再发送）
总线性以太网是同轴电缆，星形以太网，用hub集线器 则可以用双绞线 RJ-45 堆叠式 集线器到站点不超过100m
MAC地址：48位 适配器拥有过滤功能，如果是发往自己的帧就收下其他就丢弃 CSMA/CD协议合作
帧：单播：发给本局域网自己一个主机 组播：本局域网所有主机 （全为1的地址） 多播：本局域网部分主机
7 （前同步码）1（帧开始标志符）6（目的mac地址) 6 (源地址）2 （长度/协议）46~1500(ip数据报）4（FCS）
协议：0x0800 IP数据报 0x8137 IPX （？） 7+1 6+6+2+4=18 64-18=46（64字节 争用期）
当小于0x0600时 表示数据长度 等于0x600 便是LLC逻辑层帧 大于表示类型
以太网发送一个帧 当FCS发送完成 因为曼彻斯特编码 就不发送其他码元了电压不变化 就知道发送完成 不需要结束符
扩展的以太网： 物理层扩展 ： 1 最开始的总线同轴电缆，经过一定长度会衰减，<200米，用转发器 最多经过3个网段
2 用双绞线的星结构，集线器和主机组成星形结构（系），和远距离的集线器和主机则通过调制解调器和光纤链接（电信号，光信号）(问题，加大了冲突域，降低了通信速率，不同的系有的大速率也得按最小的速率工作。）
数路链路扩展：网桥：通过帧的MAC地址进行转发和过滤。（通过转发表：里面有MAC地址对应的接口）
(A B C) 1接口 ——网桥——2接口（D E F） A发给D 通过网桥的地址表 可以发送 A发给B则丢弃
好处：隔离冲突域（通过MAC转发），增大吞吐量 ，不同网段通信速率为个自速率不受影响
缺点：转发时延，没有流量控制功能，会发生溢出，信息量不宜过大，（过多的广播信息）广播风暴
两个网桥之间可以用PPP协议：先在数据上家PPP-H PPP-T PPP帧的格式 后面再加CSMA/CD帧 从用户传输 先用CSMA/CD然后剥去帧后以PPP帧传输
透明网桥：以太网站点不知到要经过几个网桥，即插即用设备。刚刚接入到以太网上的网桥转发表是空的，通过自学习。（接收时，帧的源地址建立一个MAC和接口对应的地址表，转发时，将转发的帧目的地址建立表）
网桥 将收到的帧进行自学习，查找转发表进行匹配有则转发，则增加转发表项目并转发到其他所有接口。
生成树算法：防止帧兜圈子。每隔一定时间就进行更新。
源路由网桥：将详细的路由信息放在帧的首部，进行这个路由进行转发，为了发现合适的 路由 ，进行发送一个发现帧（所有的路由进行发送，并且记录每一个路由，到达目的后，返回源站，比较选择一个最佳路由，然后加载在帧前面进行发送）
以太网交换机(二层交换机）：工作在数据链路，多接口的网桥，（网桥的接口很少），每个接口接主机或者集线器，全双工模式，可以同时对多个用户通信，对于普通共享网络，N个用户10Mb/s 则N/10，而交换机则N*10 ，每个用户独占通道。交换机还提供多种速率的接口10，100 ，1G。交换方式：存储转发（所有帧）>碎片隔离式转发（前64）>直通方式（MAC地址）
VLAN：虚拟局域网（逻辑上分区）实现方式 在CSMA/CD中插入4字节 2（标记类型）2(3为优先级 1 为CFI规范格式指示幅符12为VID） CFI类似分割作用。 a=t/T0=t/L/C=tC/L 快速以太网100Mb/s 传输长度会减小L 半双工CSMA/CD，存在争用问题 全双工CSMA/CD不起作用，不存在争用问题。 但是还是称为以太网是因为还是使用的MAC帧。 现在的都是使用的吉比特 1Gb/s以太网。（有半双工和双工）载波延伸 ：64比特最短帧。512字节 争用期 不够就填充。 分组突发：短帧组合（第一个短帧 不够酒填充到512+间隔+短帧+短帧 达到1500超不多） 10Gb/s 100Gb/s 以太网
以太网的宽带接入：（可以实现端到端的通信 PPP协议和CSMA/CD协议的结合 PPPoE协议：将PPP协议封装在以太网中使用。PPPoE弹出窗口（有用户密码和账户才可以使用） 区别于电话线宽带接入。