网络通信基础知识总结
1.常見術語說明
| 數據載荷 | 在具有層次化結構的網絡通信過程中，上層協議傳遞給下層協議的數據單元（報文）都可以稱之為下一層協議的載荷數據。 |
| 報文 | 報文是網絡交換與傳輸的數據單元，它具有一定的內在格式，并通常都具有頭部+數據載荷+尾部的基本結構。在傳輸過程中，報文的格式和內容可能會發生改變。 |
| 頭部 | 為了更好的傳遞信息，在組裝報文時，在數據載荷的前面添加的信息段統稱為報文的頭部。 |
| 尾部 | 為了更好的傳遞信息，在組裝報文時，在數據載荷的后面添加的信息段統稱為報文的尾部。 |
| 封裝 | 對數據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，獲取數據載荷的過程。 |
| 網關 | 網關是在采用不同體系結構或協議的網絡之間進行互通時，用于提供協議轉化、路由選擇、數據交換等功能的網絡設備。網關是一種根據其部署位置和功能而命名的術語，而不是一種特定的設備類型。 |
| 路由器 | 路由器就是為報文選擇傳遞路徑的網絡設備。 |
補充：對信息進行多次封裝和解封裝的主要目的：
2.知名網絡標準機構
| 國際標準化組織 | ? ? ? ISO |
| 互聯網工程任務組 | ??????IETF，如：RFC標準系列 |
| 電子電氣工程師學會 | ??????IEEE，如：以太網標準規范 |
| 國際電信聯盟 | ??????ITU |
| 電子工業聯盟 | ??????EIA，如：RS-232串口標準 |
| 國際電工技術委員會 | ??????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”向適合于傳輸介質承載的物理信號（光/電信號）的轉換；實現物理信號的發送、接收、以及在介質上的傳輸過程。 |
| 2 | 數據鏈路層 | 在通過物理鏈路相連接的相鄰節點之間，建立邏輯意義上的數據鏈路，在數據鏈路上實現數據的點到點或點到多點方式的直接通信。 |
| 3 | 網絡層 | 根據數據中包含的網絡層地址信息，實現數據從任何一個節點到任何另外一個節點的整個傳輸過程。 |
| 4 | 傳輸層 | 建立、維護和取消一次端到端的數據傳輸過程，控制傳輸節奏的快慢，調整數據的排序等。 |
| 5 | 會話層 | 在通信雙方之間建立、管理和終止會話，確定雙方是否應該開始進行一方發起的通信等。 |
| 6 | 表示層 | 進行數據格式的轉換，以確保一個系統生成的應用層數據能夠被另外一個系統的應用層所識別和理解。 |
| 7 | 應用層 | 向用戶應用軟件提供豐富的系統應用接口。 |
補充解釋：
從OSI模型的觀點看：
? ? ?? 計算機發送數據時，數據會從高層向底層逐層傳遞，在傳遞過程中進行相應的封裝，并最終通過物理層轉換為光/電信號發送出去。計算機接收數據時，數據會從底層向高層逐層傳遞，在傳遞過程中進行相應的解封裝。
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4.TCP/IP協議簇
TCP/IP模型與OSI模型的主要差別在二者使用的具體協議的不同。
兩者比較：
| 數據單元名稱 | TCP/IP模型 | OSI模型 |
| 物理層 | 比特Bit | 協議數據單元 |
| 數據鏈路層 | 幀 | |
| 網絡層 | 分組、包 | |
| 傳輸層 | TCP封裝：段；TCP段 UDP封裝：報文；UDP報文 | |
| 應用層 | 報文 HTTP封裝：HTTP報文 FTP封裝：FTP報文 |
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5.網絡類型：
根據不同的劃分原則，網絡可以分為不同的類型。
按照地理覆蓋范圍來劃分，則網絡可以劃分為局域網（LAN）和廣域網（WAN）。
（1）比較：
| 網絡類型 | 基本特點 | 使用的技術 |
| 局域網 | 1. 覆蓋范圍一般在幾公里之內； 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. 不會用到電信運行商的通信線路 | 以太網（Ethernet） 無線局域網（WLAN） |
| 廣域網 | 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（如：跨域城市、跨國家等）的若干局域網連接起來； 3. 會用到電信運營商的通信線路。 | PPP協議 ISDN FR ATM SDH |
（2）各種拓撲形態的網絡類型：
| 網絡類型 | 拓撲圖 | 基本特點 |
| 星型網絡 | 所有節點通過一個中心節點連接在一起。 優點：很容易在網絡中添加新的節點。通過數據必須經過中心節點中轉，易于實現網絡監控； 缺點：中心節點的故障會影響到整個網絡的通信。 | |
| 總線型網絡 | ? | 所有節點通過一條系統總線（如同軸電纜）連接在一起。 優點：安裝簡便，節省線纜。某一節點的故障一般不會影響到整個網絡的通信； 缺點：總線故障會影響到整個網絡的通信。某一節點發出的信息可以被所有其他節點收到，安全性低。 |
| 環型網絡 | 所有節點連成一個封閉的環形。 優點：節省電纜 缺點：增加新的節點比較麻煩，必須先中斷原來的環，才能插入新節點以形成新環。 | |
| 樹型網絡 | 樹型結構實際上是一種層次化的星型結構。 優點：能夠快速將多個星型網絡連接在一起，易于擴充網絡規模； 缺點：層級越高的節點故障導致的網絡問題越嚴重。 | |
| 全網狀網絡 | 所有節點都通過線纜兩兩相連。 優點：具有高可靠性和高通信效率； 缺點:每個節點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，不易擴展。 | |
| 部分網狀網絡 | 只是重要節點之間兩兩相連。 優點：成本低于全網狀網絡 缺點：可靠性比全網狀網絡有所降低。 | |
| 組合型網絡 | ? ? | ? |
6.傳輸介質及通信方式
（1）傳輸介質：
??現在通信技術所使用的物理信號主要是光、電信號，所使用的傳輸介質主要有空間、金屬導線和玻璃纖維三大類。
??空間這類傳輸介質主要用來傳遞電磁波。從通信角度來看，空間類傳輸介質又可分為真空和空氣兩種介質。電磁波在真空中的傳播速度大于其在空氣中的傳播速度。
??金屬導線主要用來傳遞電流、電壓信號。在金屬導線這類傳輸介質中，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）同軸電纜結構：
1.銅導線作用：用來傳輸電流、電壓信號的；
2.銅網屏蔽層作用：抵御環境中的電磁輻射對所傳輸的電流、電壓信號的干擾；
? ? ? 使用范例：有線電視網絡系統，早期的以太網。
目前，以太網已經演化為一種星型網絡，不再使用同軸電纜，而是使用雙絞線或光纖。
（3）雙絞線：雙絞方式的導線可以較好的抵御環境電磁輻射對導線中傳遞的電流、電壓的干擾。
結構：雙絞線內的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 | 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 | 只定義，未使用 |
| 二類 | 曾用于令牌環網 | 現已不用 |
| 三類 | 以太網、電話系統 | 最大信息傳輸速率為16Mbit/s；第一個IEEE標準化的星型以太網標準10Base-T就是使用的三類UTP |
| 四類 | 曾用于令牌環網、以太網 | 現已不用 |
| 五類 | 廣泛用于以太網、電話系統 | 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 | 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：當三類雙絞線、五類雙絞線、超五類雙絞線在應用于以太網環境時，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（光導纖維）指的是纖芯和覆層。纖芯和覆層的材質均是玻璃，所不同的是覆層玻璃體的折射系數約小于纖芯玻璃體的折射系數。
| 單模光纖 | 多模光纖 |
| 纖芯較細，覆層較厚 | 纖芯較粗，覆層較薄 |
| 相比于單模光纖，多模光纖的生產工藝要求較為簡單，生產成本較低、價格較便宜。 | |
| 不存在模間色散現象 | 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量。模間色散會引起“脈沖展寬”效應，從而使得所傳輸的光信號產生畸變。 |
| 傳輸距離越遠，模間色散對光信號傳輸質量的影響越嚴重（光信號畸變程度越嚴重）。 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，傳輸距離較大。 | 多用于局域網絡，傳輸距離較小。 |
（5）光纖與銅線比較，其中光纖的優勢：
1.銅線上的電信號會受到環境中的無線電波、電磁噪聲、電磁感應、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遠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小于電信號在銅線上的衰減，所有在遠距離通信中，使用光纖能夠大大減少中繼器的數量。
4.光纖較銅線又輕又細，更易于運輸、安裝和部署。
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7.通信方式
（1）串行通信：是指在一條數據通道上，將數據一位一位（一比特一比特）的依次傳輸的通信方式。串行通信一次只能傳輸一個“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：是指在一組數據通道上，將數據一組一組的依次傳輸的通信方式。并行通信一次能夠傳輸多個“0”和“1”。并行通信中，每一條數據通道上的闡述原理都與串行通信類似。通常，并行通信是以字節為單位來進行傳輸的。例：計算機與數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據通道，也就是更多的銅線或光纖，會增加網絡的建設資本。而且，并行通信中，各數據通道上的信號同步要求非常苛刻，容易產生嚴重的誤碼情況。
??總之，并行通信中，各數據通道上的信號同步要求嚴格，并且信號傳輸距離越遠，實現各數據通道上的信號同步就越困難，因此并行通信一般不適合遠距離通信場合。
（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、傳統的模擬電視系統等。衛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行傳遞。如果A和B同時發送數據，則通信雙方都不能成功接收到對方發送的數據。例如：對講機系統 |
| 全雙工方式 | 信息可以同時在兩個方向上進行傳遞。例如：固定電話通信系統、移動電話通信系統 |
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總結
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容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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