《自考计算机网络原理知识点全解析》
图片来源于网络，如有侵权联系删除
一、计算机网络概述
（一）计算机网络的定义与功能
计算机网络是将地理位置不同的具有独立功能的多台计算机及其外部设备，通过通信线路连接起来，在网络操作系统、网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下，实现资源共享和信息传递的计算机系统，其功能主要包括资源共享（如硬件、软件和数据资源）、数据通信（实现计算机与计算机、计算机与人之间的数据传输）、分布式处理（将任务分散到多台计算机上协同处理）等。
（二）计算机网络的发展历程
计算机网络的发展经历了多个阶段，从早期的面向终端的计算机网络，主机通过通信线路连接多个终端设备，主要用于数据的集中处理；到以分组交换为核心的计算机网络，分组交换技术提高了网络的通信效率和资源利用率；再到体系结构标准化的网络，如OSI参考模型和TCP/IP协议簇的发展，使得不同厂商的设备能够相互通信；计算机网络朝着高速化、智能化、综合化等方向发展，如高速光纤网络、无线网络、物联网等的广泛应用。
二、计算机网络体系结构
（一）OSI参考模型
1、物理层
- 物理层主要负责在物理介质上传输原始的比特流，它定义了接口的机械特性（如接口的形状、尺寸等）、电气特性（如信号的电压范围等）、功能特性（如引脚的功能定义）和规程特性（如信号的传输时序等），常见的物理层标准有Ethernet的物理层标准，规定了双绞线或光纤等传输介质的使用方式。
2、数据链路层
- 数据链路层将物理层传来的原始比特流组织成帧，它的主要功能包括帧的封装与解封、差错控制（如通过CRC校验来检测和纠正传输中的错误）、流量控制（防止发送方发送数据过快导致接收方无法及时处理）等，以太网中的MAC子层就属于数据链路层的一部分，它通过MAC地址来标识网络中的设备。
3、网络层
- 网络层负责将数据从源节点传输到目的节点，主要功能包括路由选择（根据网络拓扑结构和网络状态选择合适的传输路径）、分组转发、拥塞控制等，IP协议是网络层的核心协议，IP地址用于标识网络中的主机，路由器工作在网络层，根据IP地址进行数据包的转发。
4、传输层
- 传输层提供端到端的可靠通信服务，TCP协议是一种可靠的传输层协议，它通过三次握手建立连接、序列号和确认应答机制来保证数据的可靠传输、流量控制和拥塞控制等，UDP协议则是一种简单的、不可靠的传输协议，适用于对实时性要求较高而对可靠性要求相对较低的应用，如视频直播等。
5、会话层、表示层和应用层
- 会话层负责建立、管理和终止会话；表示层主要处理数据的表示形式，如加密、解密、压缩、解压缩等；应用层是用户与网络的接口，提供各种网络应用服务，如HTTP用于网页浏览、FTP用于文件传输等。
（二）TCP/IP协议簇
TCP/IP协议簇是事实上的网络标准，它分为四层，即网络接口层（对应OSI的物理层和数据链路层）、网络层（主要是IP协议）、传输层（TCP和UDP协议）和应用层（包含各种应用层协议），与OSI参考模型相比，TCP/IP协议簇更加简洁、实用，在互联网中得到了广泛的应用。
三、网络传输介质
图片来源于网络，如有侵权联系删除
（一）有线传输介质
1、双绞线
- 双绞线由两根具有绝缘保护层的铜导线组成，分为屏蔽双绞线（STP）和非屏蔽双绞线（UTP），UTP价格便宜、安装方便，是目前局域网中最常用的传输介质之一，根据其传输性能可分为不同的类别，如Cat5e、Cat6等，可支持不同的传输速率。
2、同轴电缆
- 同轴电缆由内导体、绝缘层、外导体和护套组成，它具有较好的抗干扰能力，曾经广泛应用于有线电视网络和早期的计算机网络，但现在在计算机网络中的应用相对较少。
3、光纤
- 光纤是一种利用光的全反射原理来传输光信号的传输介质，它具有传输速率高、抗干扰能力强、传输距离远等优点，光纤分为单模光纤（适用于长距离、高速率传输）和多模光纤（适用于短距离、相对低速率传输）。
（二）无线传输介质
1、无线电波
- 无线电波在自由空间中传播，可用于无线局域网（如Wi - Fi）、蓝牙等通信，不同频段的无线电波具有不同的传播特性和适用范围，例如2.4GHz频段的Wi - Fi信号传播距离相对较短，但覆盖范围较广，5GHz频段的Wi - Fi信号传输速率高，但传播距离相对更短且穿墙能力较弱。
2、微波
- 微波通信需要视距传输，通常用于远距离的通信，如卫星通信，微波通信具有传输容量大、传输质量高的优点，但受天气等因素影响较大。
四、网络设备
（一）网卡
网卡是计算机与网络之间的接口设备，它的功能包括数据的发送和接收、帧的封装与解封、介质访问控制等，网卡具有唯一的MAC地址，用于在局域网中标识设备。
（二）交换机
交换机工作在数据链路层，它通过学习连接设备的MAC地址，将数据包准确地转发到目的设备，交换机可以提高网络的带宽利用率，减少网络冲突，并且支持虚拟局域网（VLAN）的划分，增强网络的安全性和管理性。
（三）路由器
路由器工作在网络层，它根据IP地址进行路由选择和数据包转发，路由器连接不同的网络，能够实现网络间的通信，并提供网络地址转换（NAT）、访问控制等功能。
（四）防火墙
图片来源于网络，如有侵权联系删除
防火墙是一种网络安全设备，它可以根据预先设定的规则，对进出网络的数据包进行过滤，阻止非法访问和恶意攻击，保护网络内部的安全，防火墙可以分为包过滤防火墙、状态检测防火墙和应用层网关等不同类型。
五、网络互联与互联网
（一）网络互联的概念与方式
网络互联是将不同的网络连接在一起，实现资源共享和通信，网络互联的方式包括物理层的互联（如通过中继器延长传输距离）、数据链路层的互联（如通过网桥连接两个局域网）、网络层的互联（如通过路由器连接不同的网络）等。
（二）互联网的组成与服务
互联网由大量的网络和主机组成，互联网提供了丰富的服务，如万维网（WWW）服务，用户可以通过浏览器访问各种网页；电子邮件（E - mail）服务，方便用户进行信息交流；文件传输（FTP）服务，用于在不同主机之间传输文件等。
六、网络安全与管理
（一）网络安全威胁
网络安全面临着多种威胁，如黑客攻击（包括入侵系统、窃取数据等）、病毒和恶意软件（通过网络传播，破坏系统或窃取信息）、网络钓鱼（欺骗用户获取敏感信息）等。
（二）网络安全技术
1、加密技术
- 加密技术通过对数据进行加密，将明文转换为密文，只有拥有正确密钥的接收方才能将密文还原为明文，常见的加密算法有对称加密算法（如DES、AES等）和非对称加密算法（如RSA等）。
2、认证技术
- 认证技术用于验证用户或设备的身份，数字证书是一种常用的认证方式，它包含了用户或设备的身份信息和公钥等，通过认证机构的签名来保证其真实性。
3、防火墙和入侵检测系统（IDS）
- 防火墙前面已经介绍过，IDS则是一种主动的网络安全防护技术，它通过监测网络流量，发现并报警潜在的入侵行为。
（三）网络管理
网络管理包括网络故障管理（及时发现和排除网络故障）、配置管理（对网络设备的配置进行管理）、性能管理（监测网络性能指标，如带宽利用率、延迟等）、安全管理（保障网络安全）和计费管理（对网络资源的使用进行计费等）等功能，网络管理协议如SNMP（简单网络管理协议），它允许网络管理员对网络设备进行远程管理和监控。
计算机网络原理涵盖了众多的知识点，从网络的基本概念、体系结构到传输介质、网络设备、网络互联、网络安全与管理等各个方面，对于自考计算机网络原理的考生来说，深入理解这些知识点对于通过考试以及在实际的网络工程和管理工作中都具有重要的意义。
评论列表