第一章數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)

一、數(shù)據(jù)傳輸速率、方式和質(zhì)量

1、碼元速率：每秒傳送的碼元數(shù)，也成比特率，單位為bd（波特）

2、數(shù)據(jù)傳信速率：每秒傳送二進(jìn)制碼元的個數(shù)，又稱比特率，單位為bit/s；

3、數(shù)據(jù)傳送速率：單位時間內(nèi)在數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中相應(yīng)設(shè)備之間實際傳送的比特、字符或碼組平均數(shù)，單位分別為，比特/秒、字符/秒、碼組/秒；秒；

注：數(shù)據(jù)傳信速率傳輸數(shù)據(jù)速率；而數(shù)據(jù)傳送速率是相應(yīng)設(shè)備之間實際能達(dá)到的平均數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移速率，它不僅與發(fā)送的比特率有關(guān)，而且與同通信規(guī)程、差錯控制方式以及信道差錯率有關(guān)，即與傳輸?shù)男视嘘P(guān)。

另：在介紹信道特性特別是頻帶寬度時，通常使用碼元速率；在介紹傳輸數(shù)據(jù)速率時，采用數(shù)據(jù)傳信率；在介紹系統(tǒng)的實際數(shù)據(jù)傳送能力時，使用數(shù)據(jù)傳送速率。

二、數(shù)據(jù)傳輸方式

1、按代碼傳輸順序分：串行和并行

2、按數(shù)據(jù)同步方式分：同步傳輸和異步傳輸。

3、按數(shù)據(jù)傳輸?shù)牧飨蚍郑簡喂?、雙工、全雙工

三、數(shù)據(jù)傳輸?shù)馁|(zhì)量

衡量數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量的最終指標(biāo)是：差錯率

四、數(shù)據(jù)傳輸方式

1、基帶傳輸：由計算機(jī)或終端產(chǎn)生的未經(jīng)調(diào)制的數(shù)字信號所占用的頻率范圍叫基本帶寬，其信號稱為基帶信號，傳送數(shù)據(jù)時，以原封不動的形式，把基帶信號送入傳輸線路稱基帶傳輸。

每一個脈沖代表一個信號單元，或稱為碼元，表示二進(jìn)制數(shù)字信息的碼元的形式不同，便產(chǎn)生出不同的編碼方案:

A:單極性不歸零碼

B:雙極性不歸零碼

C:單極性歸零碼

D:雙極性歸零碼

E: 曼徹斯特碼

F:差分曼徹斯特碼

2、頻帶傳輸：指把數(shù)字設(shè)備上發(fā)出的數(shù)字信號調(diào)制成模擬信號后再發(fā)送、傳輸，到達(dá)接收端時解調(diào)成原來的數(shù)字信號來進(jìn)行傳輸。

任何載波信號有三個參量，振幅、頻率、相位，相應(yīng)的把數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號就有三種基本技術(shù)：振幅調(diào)制（ASK）、頻率調(diào)制（FSK）、相位調(diào)制（PSK）。

五、數(shù)據(jù)交換方式

分組交換：將用戶發(fā)來的整份報文分割成若干個定長的數(shù)據(jù)塊（稱為分組或打包），將這些分組以存儲—轉(zhuǎn)發(fā)的方式在網(wǎng)內(nèi)傳輸，在分組交換網(wǎng)中，不同的用戶的分組數(shù)據(jù)均采用動態(tài)復(fù)用的技術(shù)傳送，即網(wǎng)絡(luò)具有路由選擇，同一條路由可以有不同用戶的分組在傳送，所以線路利用率較高。

六、多路復(fù)用與多址通信

1、復(fù)用與多址：復(fù)用是指兩點之間的不同信號通過復(fù)用實現(xiàn)的通信；

多址是不同地點（多址）的信號通過復(fù)用實現(xiàn)多點之間的通信(CDMA碼分多址、FDMA頻分多址、TDMA時分多址、SDMA空分多址)

FDM：把初始占據(jù)相同頻譜大小的多個信源轉(zhuǎn)換為不同頻帶帶寬且在同一傳輸介質(zhì)上同時傳輸，這樣許多相關(guān)的窄帶信道可以在同一個寬帶傳輸系統(tǒng)上傳輸。主要用于電通信系統(tǒng)。

TDM：把時間分成一些均勻的時間間隙，將各路信號的傳輸時間分配在不同時隙內(nèi)，以達(dá)到互相分開、互相不干擾的目的。

CDMA：不同用戶傳輸信息所用的信號是用各自的編碼序列來區(qū)分，即靠信號的不同波形來區(qū)分

WDM：與FDM相似，將占用相同帶寬、來自多個信息源的信號調(diào)制不同波長的激光器（產(chǎn)生光載波），不同波長的光信號經(jīng)過耦合進(jìn)入同一根光纖傳輸，輸出端再將不同波長的光信號分開恢復(fù)出每個波長上的信息信號。

第二章計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與協(xié)議

OSI Open Source Initiative（簡稱OSI，有譯作開放源代碼促進(jìn)會、開放原始碼組織）是一個旨在推動開源軟件發(fā)展的非盈利組織。OSI參考模型（OSI/RM）的全稱是開放系統(tǒng)互連參考模型（Open System Interconnection Reference Model，OSI/RM），它是由國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO提出的一個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)互連模型。它是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的基礎(chǔ)，也是分析、評判各種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的依據(jù)，它揭開了網(wǎng)絡(luò)的神秘面紗，讓其有理可依，有據(jù)可循。

一、 OSI參考模型知識要點

OSI各層典型協(xié)議

應(yīng)用層：FTP TELNET HTTP SNMP SMTP DNS

表示層：ASCII MPEG TIFF GIF JPEG

會話層：NFS SQL RPC SSL/TLS SSH

傳輸層：TCP UDP

網(wǎng)絡(luò)層：IP IPX RIP OSPF EIGRP IS-IS ICMP

數(shù)據(jù)鏈路層：PPP HDLC F.R , Ethernet , Token Ring FDDI ISDN ARP RARP L2TP PPTP

物理層：100BaseT OC-3 OC-12 DS1 DS3 E1 E3

應(yīng)用層常見協(xié)議及作用描述和端口號

圖表 1：OSI模型基礎(chǔ)知識速覽

二.網(wǎng)絡(luò)協(xié)議

IP（Internet Protocol 網(wǎng)際協(xié)議）連接兩個節(jié)點。每個節(jié)點都由一個32位地址來標(biāo)識。當(dāng)發(fā)送消息時，IP協(xié)議從較高級的協(xié)議（TCP或UDP）接受消息，并添加包含有關(guān)目標(biāo)主機(jī)信息的IP報頭。

TCP（傳輸控制協(xié)議），TCP要求在發(fā)送數(shù)據(jù)之前必須打開連接。服務(wù)器應(yīng)用程序必須執(zhí)行一個稱作被動打開（passive open）的操作，以利用一個已知的端口號創(chuàng)建一個連接，這時，服務(wù)器并不是對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行呼叫，而是偵聽并等待引入的請求?？蛻魬?yīng)用程序必須執(zhí)行一個主動打開（active open），為此，它向服務(wù)器應(yīng)用程序發(fā)送一個同步序列號（SYN）以標(biāo)識連接。客戶應(yīng)用程序可以將動態(tài)端口號作為本地的端口使用。服務(wù)器必須向客戶發(fā)送一個確認(rèn)（ACK）以及服務(wù)器的序列號（SYN），隨后，客戶恢復(fù)一個ACK，這樣就建立連接了。如果在收到ACK之前發(fā)送方已經(jīng)超時，則消息將被放到重發(fā)隊列中以再次發(fā)送。

UDP（用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議），UDP是一個速度很快的協(xié)議，因為它僅僅指定了數(shù)據(jù)傳輸所需要的最低機(jī)制，它的缺點，消息接收順序不確定，第一個發(fā)送的消息可能最后一個被接到。消息可能丟失，也可能同時接收到2個相同的消息。在發(fā)送多播和廣播時，我們通常不希望從每個節(jié)點都返回一個確認(rèn)，這樣將使服務(wù)器超負(fù)荷，并且網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷變大，所以在這個情況下使用UDP協(xié)議是很好的選擇。

ICMP（Internet控制消息協(xié)議）是一個控制協(xié)議，IP設(shè)備用來向其他的IP設(shè)備通知網(wǎng)絡(luò)中的活動和錯誤。如果沒有TCP協(xié)議，則IP 并不是一個可靠的協(xié)議，并且沒有確認(rèn)，沒有數(shù)據(jù)的錯誤控制功能（只有一個報頭校驗和），也不能重新傳輸。ICMP消息在IP報頭的內(nèi)部發(fā)送，ICMP消息來發(fā)送的類型：響應(yīng)和響應(yīng)回復(fù)，目標(biāo)不可達(dá)和重定向，超時。在用PING命令時會發(fā)送4個ICMP消息。

IGMP（Internet組管理協(xié)議）是IP協(xié)議的一個擴(kuò)充，必須由IP模塊來實現(xiàn)。多播應(yīng)用程序使用IGMP，利用IGMP消息發(fā)送對某個多播地址的一組成員請求，這樣就能夠注冊某條多播消息，也可以使用IGMP取消成員的關(guān)系。

FTP（File Transfer Protocol 文件傳輸協(xié)議）用于將文件復(fù)制到服務(wù)器，反之亦然。他還能列舉服務(wù)器上的文件和目錄。他是一個基于TCP的應(yīng)用層協(xié)議，F(xiàn)TP命令封裝在TCP消息的TCP數(shù)據(jù)塊中。

HTTP（Hypertext Transfer Protocol 超文本傳輸協(xié)議）HTTP是一個可靠的協(xié)議，這通過使用TCP來實現(xiàn)，HTTP具有：緩存、客戶應(yīng)用程序身份識別、支持各種MIME格式的不同附件等。

HTTPS（SSL上的HTTP）如果需要與WEB服務(wù)器交換機(jī)密數(shù)據(jù)，則可以使用HTTPS，SSL（Secure Socket Layer 安全套接字層），SSL在TCP之上，他使用一個公鑰/私鑰原理來交換保密的對稱密鑰，用一個對稱密鑰來加密消息。想要支持HTTPS，WEB服務(wù)器必須安裝一個證書，HTTPS默認(rèn)端口是443。

SMTP（Simple Mail Transfer Protocol 簡單郵件傳輸協(xié)議）是一個用于發(fā)送和接受郵件消息的協(xié)議。SMTP不允許我們從郵件服務(wù)器讀取消息，為此需要使用POP3或者IMAP協(xié)議。

POP3（Post Office Protocol 郵局協(xié)議）是為斷開環(huán)境設(shè)計的。利用POP3，客戶可以訪問服務(wù)器，并獲取服務(wù)器為其所保留的消息。

IMAP（Internet Message Access Protocol Internet消息訪問協(xié)議）用來訪問郵件服務(wù)器上的郵件，IMAP客戶可以有脫機(jī)模式，這時可以在本地機(jī)器上對郵件進(jìn)行操作。IMAP使客戶能夠?qū)h(yuǎn)程郵箱進(jìn)行操作，就像是本地操作郵箱一樣。

NNTP（Network News Transfer Protocol 網(wǎng)絡(luò)新聞傳輸協(xié)議）是一個用于提交，中繼和獲取消息的應(yīng)用層協(xié)議，該協(xié)議提供了能夠訪問新聞服務(wù)器并且從中獲取選定消息的客戶應(yīng)用程序，并且還支持服務(wù)器到服務(wù)器的消息傳輸。

SNMP（Simple Network Management Protocol 簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議）可以對網(wǎng)絡(luò)上的設(shè)備進(jìn)行管理。SNMP的目的在于利用性能問題和故障觸發(fā)的警報來有效的管理設(shè)備，并且允許對設(shè)備進(jìn)行配置。與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備相關(guān)聯(lián)的SNMP代理將有一個MIB（Management Information Base 管理信息庫）數(shù)據(jù)庫，它將面向?qū)ο蟮姆绞桨嗽撛O(shè)備的可管理信息。SNMP客戶通過發(fā)送SNMP GET 請求來訪問數(shù)據(jù)庫中的信息，用SNMP SET 請求配置MIB數(shù)據(jù)庫。

Telnet協(xié)議，該協(xié)議使我們能夠利用用戶身份驗證連接到一個遠(yuǎn)程系統(tǒng)，然后從一個控制臺環(huán)境遠(yuǎn)程調(diào)用命令。

模型把網(wǎng)絡(luò)通信的工作分為7層。1至4層被認(rèn)為是低層，這些層與數(shù)據(jù)移動密切相關(guān)。5至7層是高層，包含應(yīng)用程序級的數(shù)據(jù)。每一層負(fù)責(zé)一項具體的工作，然后把數(shù)據(jù)傳送到下一層。由低到高具體分為：物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、會話層、表示層和應(yīng)用層。

第7層應(yīng)用層—直接對應(yīng)用程序提供服務(wù)，應(yīng)用程序可以變化，但要包括電子消息傳輸

第6層表示層—格式化數(shù)據(jù)，以便為應(yīng)用程序提供通用接口。這可以包括加密服務(wù)

第5層會話層—在兩個節(jié)點之間建立端連接。此服務(wù)包括建立連接是以全雙工還是以半雙工的方式進(jìn)行設(shè)置，盡管可以在層4中處理雙工方式

第4層傳輸層—常規(guī)數(shù)據(jù)遞送－面向連接或無連接。包括全雙工或半雙工、流控制和錯誤恢復(fù)服務(wù)

第3層網(wǎng)絡(luò)層—本層通過尋址來建立兩個節(jié)點之間的連接，它包括通過互連網(wǎng)絡(luò)來路由和中繼數(shù)據(jù)

第2層數(shù)據(jù)鏈路層—在此層將數(shù)據(jù)分幀，并處理流控制。本層指定拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)并提供硬件尋址

第1層物理層—原始比特流的傳輸

電子信號傳輸和硬件接口數(shù)據(jù)發(fā)送時，從第七層傳到第一層，接受方則相反。

各層對應(yīng)的典型設(shè)備如下：

應(yīng)用層 ……………….計算機(jī)：應(yīng)用程序，如FTP，SMTP，HTTP

表示層 ……………….計算機(jī)：編碼方式，圖像編解碼、URL字段傳輸編碼

會話層 ……………….計算機(jī)：建立會話，SESSION認(rèn)證、斷點續(xù)傳

傳輸層 ……………….計算機(jī)：進(jìn)程和端口

網(wǎng)絡(luò)層…………………網(wǎng)絡(luò)：路由器，防火墻、多層交換機(jī)

數(shù)據(jù)鏈路層 ………..網(wǎng)絡(luò)：網(wǎng)卡，網(wǎng)橋，交換機(jī)

物理層…………………網(wǎng)絡(luò)：中繼器，集線器、網(wǎng)線、HUB

第三章互聯(lián)網(wǎng)

一、互聯(lián)網(wǎng)常用協(xié)議

1、RIP

RIP協(xié)議有以下特點：

（1）RIP是自治系統(tǒng)內(nèi)部使用的協(xié)議即內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議，使用的是距離矢量算法。

RIP是一種分布式的基于距離向量的路由選擇協(xié)議，是因特網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，其最大的優(yōu)點就是簡單。RIP協(xié)議要求網(wǎng)絡(luò)中每一個路由器都要維護(hù)從它自己到其他每一個目的網(wǎng)絡(luò)的距離記錄。RIP協(xié)議將“距離”定義為：從一路由器到直接連接的網(wǎng)絡(luò)的距離定義為1。從一路由器到非直接連接的網(wǎng)絡(luò)的距離定義為每經(jīng)過一個路由器則距離加1?！熬嚯x”也稱為“跳數(shù)”。RIP允許一條路徑最多只能包含15個路由器，因此，距離等于16時即為不可達(dá)?？梢奟IP協(xié)議只適用于小型互聯(lián)網(wǎng)。

（2）RIP使用UDP的520端口進(jìn)行RIP進(jìn)程之間的通信。

（3）RIP主要有兩個版本：RIPv1和RIPv2。RIPv1協(xié)議的具體描述在RFC1058中，RIPv2是對RIPv1協(xié)議的 改進(jìn)，其協(xié)議的具體描述在RFC2453中。

（4）RIP協(xié)議以跳數(shù)作為網(wǎng)絡(luò)度量值。

（5）RIP協(xié)議采用廣播或組播進(jìn)行通信，其中RIPv1只支持廣播，而RIPv2除支持廣播外還支持組播。

（6）RIP協(xié)議支持主機(jī)被動模式，即RIP協(xié)議允許主機(jī)只接收和更新路由信息而不發(fā)送信息。

（7）RIP協(xié)議支持默認(rèn)路由傳播。

（8）RIP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)直徑不超過15跳，適合于中小型網(wǎng)絡(luò)。16跳時認(rèn)為網(wǎng)絡(luò)不可達(dá)。

（9）RIPv1是有類路由協(xié)議，RIPv2是無類路由協(xié)議，即RIPv2的報文中含有掩碼信息。

（10）同一自治系統(tǒng)(AS)中的路由器每 30秒會與相鄰的路由器交換子訊息，以動態(tài)的建立路由表。

RIP允許最大的hop數(shù)(跳數(shù)）為15 多于15跳不可達(dá)。

2、OSPF

OSPF(Open Shortest Path First開放式最短路徑優(yōu)先）是一個內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議(Interior Gateway Protocol，簡稱IGP），用于在單一自治系統(tǒng)（autonomous system,AS）內(nèi)決策路由。是對鏈路狀態(tài)路由協(xié)議的一種實現(xiàn)，隸屬內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議（IGP），故運(yùn)作于自治系統(tǒng)內(nèi)部。著名的迪克斯加算法被用來計算最短路徑樹。與RIP相比，OSPF是鏈路狀態(tài)協(xié)議，而RIP是距離矢量協(xié)議。不同廠商管理距離不同，思科OSPF的協(xié)議管理距離（AD）是

110，華為OSPF的協(xié)議管理距離是150。OSPF通過路由器之間通告網(wǎng)絡(luò)接口的狀態(tài)來建立鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫，生成最短路徑樹，每個OSPF路由器使用這些最短路徑構(gòu)造路由表。

3、TCP的三次握手

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