【考研】计算机网络-EW帮帮网

在这里插入图片描述

一、物理层

核心职责：在传输介质上实现比特流的透明传输（不考虑数据含义，只关注0/1传输）
四大核心功能：
① 定义接口特性（机械、电气、功能、规程）
② 定义传输模式（单工/半双工/全双工）
③ 定义传输速率（带宽、波特率、比特率）
④ 比特同步与编码
在这里插入图片描述

传输介质：
有线介质：双绞线（UTP/STP）、同轴电缆、光纤（单模/多模）
无线介质：无线电波（Wi-Fi）、微波、红外线
在这里插入图片描述

数字信号编码：
在这里插入图片描述

数据通信基础：
模拟信号 vs 数字信号：
模拟信号：连续波形（如电话语音）
数字信号：离散脉冲（如计算机数据）

调制与编码：
调制：数字信号→模拟信号（如QAM用于Wi-Fi）
编码：数字信号→数字信号（如曼彻斯特编码用于以太网）

信道复用技术：
频分复用（FDM）：不同频率划分信道（如广播电视）
时分复用（TDM）：固定时隙轮流占用（传统电话网络）
码分复用（CDM）：正交码片序列区分用户（CDMA移动通信）
在这里插入图片描述

物理层设备：
中继器（Repeater）：放大信号，延伸传输距离（不超过5个中继器，4个网段）
集线器（Hub）：多端口中继器，所有端口处于同一冲突域

在这里插入图片描述

二、数据链路层

数据链路层协议根据链路的特性分为三类：
点对点协议（PPP）：(只能全双工)常用于拨号网络和广域网，提供简单的封装和错误检测。
局域网协议（如以太网）：在局域网环境下使用，以太网协议采用CSMA/CD机制进行冲突检测。
无线局域网协议（如802.11）：采用CSMA/CA避免冲突，提供可靠的无线数据传输。

网桥 vs 交换机:都是数据链路层
网桥：基于MAC地址转发帧，分割冲突域（已淘汰）。
交换机：多端口网桥，每个端口为独立冲突域，支持全双工通信。

例题6：一个16端口交换机的冲突域数量是？
答案：16个（每个端口一个冲突域）

在这里插入图片描述

根据交换机的帧转发方式,交换机可以分为以下3类:
1、直接交换方式
直接交换方式中,交换机只要接收并检测到目的地址字段就立即将该帧转发出去,而不管这一帧数据是否出错。帧出错检测任务由结点主机完成。这种交换方式的优点是交换延迟时间短,缺点是缺乏差错检测能力,不支持不同输入/输出速率的端口之间的帧转发。
2、存储转发交换方式
存储转发交换方式中,交换机首先完整的接收发送帧,并先进行差错检测。如接收帧是正确的,则根据帧目的地址确定输出端口号,再转发出去。这种交换方式的优点是具有帧差错检测能力,并能支持不同输入/输出速率的端口之间的帧转发,缺点是交换延迟时间将会增长。
3、改进直接交换方式
改进的直接交换方式则将二者结合起来,它在接收到帧的前64个字节后,判断Ethernet帧的帧头字段是否正确,如果正确则转发

拓展关于海明码的知识：
在这里插入图片描述

三、网路层

在这里插入图片描述

IP地址与子网划分
IP地址：
IPv4 使用32位地址，共4个字节（如：192.168.1.1）。
IPv6 使用128位地址（如：2001:0db8::1428:57ab）。

子网划分：
使用子网掩码划分网络和主机。
常用格式：CIDR（Classless Inter-Domain Routing）表示法，例如 192.168.1.0/24。

📖 常用子网掩码示例
CIDR 表示法子网掩码可用主机数
/24 255.255.255.0 254
/25 255.255.255.128 126
/26 255.255.255.192 62
在这里插入图片描述
解析：
IP地址 192.168.10.17/28 中的 /28 表示子网掩码的前28位为1，剩下的4位为0。
子网掩码就是：
255.255.255.240
转换成二进制：
11111111.11111111.11111111.11110000
前28位是网络部分，后4位是主机部分。