网络基础知识

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网络拓扑结构

1.星型网路

所有节点通过一个中心节点连接在一起。

优点

容易在网络中增加新的节点。通信数据必须经过中心节点的监控

缺点

中心节点的故障会影响到整个网络的通信

使用场景

• 校园网络
• 酒店
• 网吧
• 家庭网络，智能家居

2.总线型网络

所有节点通过一条总线连接在一起

优点

安装简便，节省线缆，某一个节点的故障一般不会影响到整个网络

缺点

总线故障会影响到整个网络的通信。某一个节点发出的信息会被其他所有节点收到，安全性较低。

3.环型网络

所有节点形成一个封闭的环型

优点

节省线缆

缺点

增加新的节点比较麻烦，必须先中断原来的节点。

4.树型网络

树型网络是一种层次化的星型结构

优点

能够快速将多个星型网络连接在一起，容易扩展

缺点

层级越高的节点故障导致的问题会越多

##5. 全网状网络
所有节点都通过线缆两两互联

优点：

具有高可靠性和通信效率

缺点

每个节点都需要大量的物理端口，还需要大量的互连线缆，成本高，不容易扩展

##6.部分网状网络

只是重点机之间才两两互联

优点

成本低于全网状网络

缺点

可靠性比全网状网络有所降低

OSI 7层架构

OSI（open system interConection Model）

OSI（Open Systems Interconnection）是一种网络协议模型，用于描述计算机系统之间的通信。它由国际标准化组织（ISO）在1984年制定，并被广泛接受和应用。

OSI模型将网络通信划分为七个层次，每个层次负责不同的功能和任务。这七个层次分别是：

1. 物理层（Physical Layer）：负责传输数据的物理媒介，如电缆、光纤和无线信号等。

2. 数据链路层（Data Link Layer）：负责在物理层之上建立可靠的数据传输通道，并进行数据的分帧和差错检测等操作。

3. 网络层（Network Layer）：负责实现数据包在网络中的传输和路由选择，以及地址分配和分组处理等功能。

4. 传输层（Transport Layer）：负责提供可靠的端到端数据传输服务，包括数据的分段、流量控制和差错恢复等。

5. 会话层（Session Layer）：负责建立、管理和终止应用程序之间的通信会话，包括会话的建立和同步等操作。

6. 表示层（Presentation Layer）：负责将应用程序数据转换为网络传输格式，并进行数据的加密、压缩和解压缩等操作。

7. 应用层（Application Layer）：负责实现特定的应用程序功能和服务，如电子邮件、文件传输和远程登录等。
   

物理层

在设备之间传输比特流，规定了电平，速度和电缆针脚等物理特性，实现了光电信号的转换。通常情况下，网卡会实现此步骤，其中重要的元器件是PHY。

数据链路层

将bit组成字节，再将字节组合成帧，使用MAC地址来访问介质，进行差错校验。可以通过数据帧中携带的信息可以标识物理设备的来源和目的地。

网络层

网络层主要负责设备编制，跟踪设备在网络中的位置，定义逻辑地址，供路由器确定路径，负责将数据从源网络传输到目的网络

主要使用的协议就是IP、ICMP、IGMP

传输层

提供面向连接或非面向连接的数据传递以及重传钱的差错校验

主要使用功能的协议就是 TCP UDP

会话层

建立、管理和终止表示层之间的通信会话

表示层

提供各种用于应用层数据的编码和转换功能。

应用层

为应用程序提供网络服务

传输介质

网线

双绞线，用于以太网

光纤

光纤是一种传输光信号的纤维材料，由维度很小的玻璃或塑料纤维组成。光纤内部的光信号通过光的全反射效应，在纤维中传播。光纤具有较高的传输速度、大的带宽和较小的信号损耗，因此广泛应用于通信领域。光纤通信系统中，光信号经过调制和解调后，可以传输大量的信息，实现远距离的数据传输。在医疗、军事、广播等领域也有广泛的应用。光纤的优点包括抗电磁干扰、容量大、传输速度快等，但也存在制造成本高等缺点。随着光纤技术的不断发展和完善，未来光纤将继续在各个领域得到广泛应用。

同轴电缆

同轴电缆（coaxial cable）是一种用于传输高频信号的电缆，由内、外两层导体组成。内导体为铜或铜合金的线材，外导体为铜丝编织或铜箔覆盖的屏蔽层，两者之间由绝缘材料隔开。

同轴电缆的特点是信号传输稳定、抗干扰能力强，适用于长距离传输和高频信号传输。它广泛应用于电视、电信、计算机网络等领域，例如用于传输数字电视信号、宽带互联网信号以及无线通信中的基站之间的连接。

同轴电缆的结构使得信号在内导体内传输，屏蔽层则起到了减少外界电磁干扰的作用。同时，同轴电缆还有较好的耐压性能，能够承受一定的机械压力和弯曲。

电磁波

电磁波是一种由电场和磁场交替变化而形成的波动现象。它们是电磁场的传播方式，可以在真空中传播。电磁波分为不同频率的一系列波，包括无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线等。这些波的频率从低到高逐渐增大，对应的波长从长到短逐渐减小。电磁波不仅在日常生活中广泛应用，例如通信、遥感和医疗等领域，还在科学研究和工业生产中发挥着重要作用。

串行链路

串行链路是一种数据传输方式，数据一位一位地顺序传送。串行链路协议是一种主从协议，位于OSI模型的第二层。一个主从类型的系统有一个向向某个“子”节点发出显式命令并处理响应的节点（主节点）。典型的子节点在没有收到主节点的请求时并不主动发送数据，也不与其它子节点通信。