1、概述
按覆盖的地理范围进行分类，计算机网络可以分为以下三类：
•局域网（Local Area Network，LAN）；
•城域网（Metropolitan Area Network，MAN）；
•广域网（Wide Area Network ， WAN ）；
计算机网络的性能：
–速率：主机在再数字信道上传送数据的速率，也叫数据率（data rate），或比特率（bit rate） 单位：b/s
–带宽
–吞吐量
–发送时延：发送数据时，数据块从结点进入到传输媒体所需要的时间。也就是从发送数据帧的第一个比特算起，到该帧的最后一个比特发送完毕所需的时间。= 数据块长度/发送速率
–传播时延：电磁波在信道中需要传播一定的距离而花费的时间。信号传输速率（即发送速率）和信号在信道上的传播速率是完全不同的概念。=信道长度/信号在信道上的传播速率
–往返时间RTT：
TCP/IP参考模型的划分；各个层次的功能
应用层：直接为用户的应用进程提供服务，这里的进程就是指正在运行的程序，常见的应用层协议有：HTTP, FTP , SMTP , TELNET,DNS 等。
运输层：TCP UDP
网络层：IP
数据链路层：数据链路层将网络层交下来的ip数据报组装成帧。包括你的网卡。
物理层：确定连接电缆有多少引脚，每个引脚如何连接。注意，用于传输数据的网线，无线信道等物理媒体不属于物理层。
扩展：
CMP协议：ICMP是（Internet Control Message Protocol）Internet控制报文协议。它是TCP/IP协议族的一个子协议，用于在IP主机、路由器之间传递控制消息。控制消息是指网络通不通、主机是否可达、路由是否可用等网络本身的消息。这些控制消息虽然并不传输用户数据，但是对于用户数据的传递起着重要的作用。
ICMP协议是一种面向无连接的协议，用于传输出错报告控制信息。它是一个非常重要的协议，它对于网络安全具有极其重要的意义。
它是
TCP/IP协议族的一个子协议,属于网络层协议,主要用于在主机与路由器之间传递控制信息,包括报告错误、交换受限控制和状态信息等。当遇到IP数据无法访问目标、IP路由器无法按当前的传输速率转发数据包等情况时，会自动发送ICMP消息。
ICMP提供一致易懂的出错报告信息。发送的出错报文返回到发送原数据的设备，因为只有发送设备才是出错报文的逻辑接受者。发送设备随后可根据ICMP报文确定发生错误的类型，并确定如何才能更好地重发失败的数据包。但是ICMP唯一的功能是报告问题而不是纠正错误，纠正错误的任务由发送方完成。
我们在网络中经常会使用到ICMP协议，比如我们经常使用的用于检查网络通不通的
Ping
命令（Linux和Windows中均有），这个“Ping”的过程实际上就是ICMP协议工作的过程。还有其他的
网络命令
如
跟踪路由
的Tracert命令也是基于ICMP协议的。
2、物理层
数据传输速率
:传输线路上信号的传输速度。它有两种表示形式：波特率、比特率
波特率：是指单位时间内通过信道传输的码元个数。码元是时间轴上一个信号编码单元
比特率：指单位时间内通过信道传输的比特数， 单位为比特/秒，简记为b/s或bps
奈奎斯特定理：
前提：有限带宽无噪声的通信信道
已知：信道带宽为H (Hz)，被传输信号电平分为 V级。
公式：该信道的最高数据传输率Rb为：
R
b
=2H * log
2
V
（
bps
）
用途：估算已知带宽的信道最高速率-----远高于实际速率
举例：一个无噪音的信道带宽为3kHz,传输四进制（四电平）信号，它的最大传输速率为多少？
要提高信息的传输速率，就必须设法使每一个码元能携带更多个比特的信息量。就需要采用多元制的编码方法
香农（Shannon）定理：
前提：有限带宽
有噪声的通信信道
已知：信道带宽为H (Hz)；信噪比为S/N ：S表示信号功率，N表示噪声功率
注意：一般信噪比以分贝的形式给出
S/N=10 * lg (S/N) ，单位为dB （分贝）
当S/N=10时，转换为分贝：S/N=10 * lg (S/N) dB
=10 * lg10 dB=10 dB
当S/N=100时，转换为分贝：S/N=10 * lg (S/N) dB
=10 * lg100 dB=20 dB
公式：在该信道最大数据传输速率Rb是：
R
b
=H * log
2
（
1+ S/N
）
（
bps
）
注：S/N通常以分贝的形式给出，需要转换
用途
: 估算有噪声信道的最大数据传输速 率，该值为理论极限，只考虑了白噪声
奈奎斯特定理和香农定理区别
奈奎斯特准则是在给定信道带宽，理想信道的条件下，要求无码间干扰时，求最大速率，此速率单位是Baud。
香农公式是在给定信道带宽，给定信噪比的条件下，要求误码率为无穷小时，求最大速率，单位是bps。
老师也给出了一个例子:
奈奎斯特说的事情如同：某个铁路每小时能过多少火车才能保证一定的安全距离。仙农说的事情是：且不论这个安全距离，就这条铁路的质量来说，每小时能通过的货物量不可能大于多少多少吨。
香农公式是在给定信道带宽，给定信噪比的条件下，要求误码率为无穷小时，求最大速率，单位是bps。
老师也给出了一个例子:
奈奎斯特说的事情如同：某个铁路每小时能过多少火车才能保证一定的安全距离。仙农说的事情是：且不论这个安全距离，就这条铁路的质量来说，每小时能通过的货物量不可能大于多少多少吨。
例题解答：
1）设信号的波特率为600Baud, 采用幅度——相位复合调制技术，由4种幅度和8种相位组成了16种码元，则信道的数据率为（）
解答：直接采用奈奎斯特定理求解，信道的数据率=600 * log2(16) = 2400b/s. 需要知道的是
波特率=2*比特率。
2） 若某通信链路的数据传输速率为2400bps, 采用4相位调制，则该链路的波特率为：
答案：由Baud和Hz的关系为： B = 2 * H，而奈奎斯特定理给出C = 2 * H * log2(N) ， 因此波特率 = 2 * H = C / log2(N) = 2400 / log2(4) = 1200.
2） 若某通信链路的数据传输速率为2400bps, 采用4相位调制，则该链路的波特率为：
答案：由Baud和Hz的关系为： B = 2 * H，而奈奎斯特定理给出C = 2 * H * log2(N) ， 因此波特率 = 2 * H = C / log2(N) = 2400 / log2(4) = 1200.
3）根据香农定理，带宽为4000Hz，信噪比为30dB的信道容量为多少？
数字数据信号的编码方式主要有：
•
不归零制编码
NRZ：编码规则： 信号电平的一次反转代表0，电平不变化表示1 •优点：方法简单，易于实现，是计算机内部传递可以采用的编码形式. •缺点：存在发送方和接收方的同步问题，尤其是在传送连续1的时候;编码需要外带时钟信息.
•
曼彻斯特编码：每比特的周期T分为前T/2与后T/2两部分；通过前T/2传送该比特的反码，通过后T/2传送该比特的原码(或相反)；
优点： 每个比特的中间有一次电平跳变，利用电平跳变可以产生收发双方的同步信号；曼彻斯特编码信号又称做“自含时钟编码”信号；
缺点: 编码效率低
•
差分曼彻斯特编码：与曼彻斯特编码不同点主要是：每比特的值来决定每一个开始边界是否发生跳变;一个比特开始处出现电平跳变表示传输二进制0,不发生跳变表示传输二进制1。差分曼彻斯特编码是曼彻斯特编码的变种,实现相对复杂,但抗噪声能力较强。
多路复用分类：
•频分多路复用（FDM）
•波分多路复用（WDM）
•时分多路复用（TDM）
•码分多路复用( CDM)
•
两个不同站的码片序列正交，就是向量 S 和T 的规格
化内积都是 0
（
向量 S 和T 的反码规范化内积也为
0
）
当接受站打算接受s站发送的信号时，就用s站的码片序列与收到的信号求规格化内积，这相当于分别计算 S·Sx S·Tx 。 显然S·Sx 就是s站发送的比特数，差不多可以理解为自己和自己求规格化内积。而S·Tx 一定为0.这是两个内交得向量。所以，最后求出的码元值就是s发送的值。而不会是其他的站发送的值。
