计算机网络基础思维导图

U596978982

2025-04-25

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算机网络的分类

按网络协议分类

按拓扑结构分类

计算机网络基础内容详述

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思维导图大纲

一、计算机网络的概述

1.2计算机网络的分类

按覆盖范围分类

局域网（LAN）

城域网（MAN）

广域网（MAN）

按拓扑结构分类

总线型

星型

环型

树型

网状

按传输介质分类

有线网络：使用物理介质（如：电缆、光纤）进行数据传输

无线网络：使用无线电波、微波、红外线等无线信号进行传输

按网络协议分类

TCP/IP网络

IPX/SPX网络

AppleTalk网络

1.1计算机网络的概念

定义：计算机网络是将有多台具有独特功能的计算机通过通讯线路和设备连接起来，以实现资源共享和信息互通交换的的系统

特点

资源共享：包括硬件资源（打印机、存储设备等）、软件资源（应用程序等）和数据资源

数据通信：通过网络协议实现数据的可靠传输

分布处理：网络中的多台计算机可以协同完成复杂网络任务

发展历史

二、网络协议

2.1 协议概念：为网络通信指定的规则和标准，以确保数据在不同网段之间能够正确传输

2.2 OSI参考模型

应用层

功能：为用户提供各种应用服务，如网页浏览、文件传输、电子邮件等

协议：HTTP、FTP、SMTP、DNS

表示层

功能：负责数据的表示和转换，包括数据加密、解压、压缩和解压缩

协议：MIME(多用途互联网邮件拓展)

会话层

功能：建立、管理和终止会话连接，控制通信进程之间的对话

协议：RPC(远程过程调用)

传输层

功能：提供端到端的可靠传输服务，包括面向连接的TCP和无连接的UDP

协议：TCP(传输控制协议)、UDP(用户数据报协议)

网络层

功能：负责将数据报从源端传输到目的端，进行路由选择和中继

协议：IP

数据链路层

功能：将物理层的比特流封装成帧，提供可靠的数据传输服务，包括差错控制和流量控制

设备：网桥、交换机

协议：以太网、令牌环网

物理层

功能：负责物理连接的建立、维护和拆除，传输原始比特流

设备：中继器、集线器

协议：V.35

2.3 TCP/IP参考模型

2.4 IP地址

2.5 子网规划和配置

三、网络设备

网关

功能：连接不同网络协议、数据格式或通信环境的网络，实现不同网络之间的通信

工作层次：应用层

特点：通常用于企业网络与互联网之间的连接

路由器

功能：连接不同网络，根据IP地址进行数据报文的转发

工作层次：网络层

特点：分割冲突域和广播域，是网络层的核心设备

交换机

功能：连接多个设备，根据MAC地址将数据帧发送到指定端口，实现高速通信

工作层次：数据链路层

特点：分割冲突域，可通过VLAN 进行划分

网桥

功能：连接两个或多个局域网，根据MAC地址转发和过滤数据帧

工作层次：数据链路层

特点：分割冲突域，但不能分割广播域

集线器

功能：连接多个终端设备，广播数据帧

工作层次：物理层

特点：共享冲突域，性能较差

中继器

功能：放大和再生信号，延长信号的传输距离

工作层次：物理层

特点：不能过滤信号，不能隔绝冲突域

IP地址

A类

网络位8位，主机位24位

B类

网络位16位，主机位16位

C类

网络位24位，主机位8位

子网划分

目的：提高IP地址的利用率，便于网络管理

方法：通过子网掩码将一个大的IP网络划分为多个小的子网

子网掩码：用于区分IP地址中的网络部分和主机部分

四、IP地址和子网划分

五、交换技术

交换机工作原理

自学习：交换机内部有一个MAC地址表，记录了MAC地址与交换机端口的对应信息。当数据需要转发时，主机将数据包发送给交换机，交换机将数据包中的源地址映射到端口，并缓存到MAC地址表中，而后根据数据包中的目标地址去MAC地址表中匹配

匹配成功，则会通过单播将数据从端口转发到对应的MAC地址

匹配不成功，则会在局域网内进行广播，目标地址收到广播后会响应交换机，交换机将目标地址映射到对应的端口，并缓存到MAC地址表中，然后转发数据

VLAN

定义：通过将局域网划分为不同的逻辑段，实现对网络流量的灵活管理

工作机制：交换机根据VLAN信息对数据帧进行转发，不同VLAN之间的数据帧不能直接通信，需要通过三层交换机或路由器进行转发

划分方法：基于端口的VLAN、基于协议的VLAN、基于MAC的VLAN、基于IP子网的VLAN、基于IP多播的VLAN、基于策略的VLAN。

接口类型：

Access接口：通常连接终端设备，只属于一个VLAN

Trunk接口：用于交换机之间的连接，可以属于多个VLAN

Hybrid接口：可以属于多个VLAN，可用于交换机之间或交换机与终端设备之间

VLAN间通信

单臂路由：通过在路由器上配置子接口来实现不同VLAN之间的通信

三层交换机：通过在三层交换机上为每个VLAN配置虚拟接口来实现不同VLAN之间的通信

六、路由技术

路由来源

直连路由

设备自动发现的直连路由

静态路由

由管理员手动配置的路由信息，适用于固定网络拓扑和简单路由需求

动态路由

通过路由协议学习到的动态路由，常见的动态路由协议有RIP和OSPF

路由决策原则

最长匹配原则：以匹配长度最大的为最佳路由

最小管理距离原则：管理距离越小路由越优先

最小度量值原则：度量值越小路由越佳

常见路由协议

RIP

OSPF

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1.9

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