计算机网络概述：

计算机网络的定义是将地理位置不同的具有独立功能的计算机通过网络线路连接起来，实现资源共享。计算机网络由通信子网和资源子网组成。根据拓扑结构和传输方式，计算机网络可以分为星型结构、树型结构、总线型结构、环形结构、网状结构等多种类型。根据范围划分，计算机网络可以分为局域网LAN、城域网MAN、广域网WAN、个人区域网PAN等。传输方式包括有线网络和无线网络。

计算机的数据交换方式包括电路交换、报文交换和分组交换。通信协议和体系结构方面，网络协议三要素为语法、语义和时序；OSI参考模型(7层)包括物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层；TCP/IP参考模型则包括网络接口层、网际层和传输层以及应用层。

物理层：

物理层的基本概念包括四大特性：机械特性(接口是怎样的，光纤头、水晶头)、电气特性(用多少伏的电)、功能特性(线路上电平电压的特性)和过程特性(实现不同功能所发射信号的顺序)。物理层有两种信号：模拟信号和数字信号。调制和编码是将模拟信号转化为数字信号或将数字信号转化为模拟信号的过程。传输介质包括双绞线、光纤和同轴电缆等。

.2 物理层的基本通信技术

- 四种信道复用技术：频分复用FDM、时分复用TDM、波分复用WDM和码分复用CDM。

- 数据的传输方式：串行传输、并行传输。

- 通过数据报文的双方的行为分为：同步传输和异步传输。

- 通过传输的信号分为：基带传输和频带传输。

2.3 总结

三、数据链路层

3.1 数据链路层基础概论

- 数据链路层的概念：提供相邻结点的可靠数据传输。

- 帧的概念：数据链路层的协议数据单元。

- 组成：帧头(源MAC地址、目的MAC地址、类型)、数据、帧尾(校验)。

- MAC地址：48位置、具有唯一性。

- MAC层和LLC层：数据链路层可分为MAC子层和LLC子层，其中，MAC(介质控制访问)子层对接物理层；LLC(逻辑控制访问)子层对接网络层。

- 数据链路层的两种传输方式：单播和广播。

- 数据链路层的三个基本问题：封装成帧、透明传输、差错控制。局域网中的设备：集线器、交换机、网桥。

3.2 数据链路层的通信协议

- 冲突域和广播域：交换机的每一个端口都是一个冲突域；冲突域只能发生在一个网段。交换机的所有端口都在一个广播域；广播域在一个或多个网段内发生。区别在于，广播域可以跨网段；冲突域是基于物理层；广播域是基于数据链路层。集线器所有端口都在一个广播域，一个冲突域内。交换机所有端口都在一个广播域内，而每个端口就是一个冲突域。交换机每一个端口是一个冲突域；路由器每一个端口是一个广播域。同意冲突域共享带宽。虚拟局域网VLAN

虚拟局域网(VLAN)是一种将物理局域网划分为多个广播域的技术。在同一个广播域中，划分为多个广播域的设备可以相互通信。VLAN内部的设备可以直接通信，而VLAN之间的设备不能直接通信。这种技术有以下优点：

1. 划分广播域；

2. 灵活构建工作组。

VLAN的划分方式有以下几种：

- 基于端口：主要有Access和Trunk两种类型。其中，Access只允许通过一个VLAN的数据，而Trunk允许通过多个VLAN的数据。如果端口配置为Access类型，则只允许预定好的(1个)VLAN的数据通过；而如果配置为Trunk类型，则允许预定好的(多个)VLAN的数据通过。

- 基于子网；

- 基于MAC地址；

- 基于协议；

- 基于匹配策略。

CSMA/CD是一种防止总线型网络冲突的技术。它采用随机访问技术和竞争型访问方法，具有多目标地址的特点。总线型网络解决碰撞的方法是先听后发、边听边发、冲突停止和延迟后发。

PPP协议可以实现两端通信的封装。点对点通信是一对一信道，因此不会发生碰撞，采用PPP协议。PPP协议是用户计算机和ISP进行通信时使用的数据链路层协议。

数据链路层为相邻节点提供可靠数据传输。帧是数据链路层的基本单位，由帧头、数据、帧尾三部分组成。数据链路层可分为MAC子层和LLC子层，其中，MAC(介质控制访问)子层对接物理层；LLC(逻辑控制访问)子层对接网络层。数据链路层的过程包括封装成帧、透明传输和差错控制。

交换机每个接口都是一个冲突域，路由器每个接口都是一个广播域。虚拟局域网VLAN将一个物理局域网划分为多个虚拟局域网；VLAN划分方法包括基于端口(Access、Trunk)、基于子网、基于MAC地址、基于协议、基于匹配策略。

.2 网际层协议IP

网际层协议IP是互联网通信的基础，它主要包括以下几种协议：

ARP解析协议：根据IP地址获取物理地址；

RARP反地址解析协议：根据物理地址获取IP地址；

ICMP网际控制报文协议：通过ICMP传输控制信息，控制信息是指网络通不通、主机是否可达、路由是否可用等网络本身的消息；

IGMP网际组管理协议：用于管理网路协议多播组成员的一种通信协议。IP地址和相邻路由器利用IGMP来创建多播组的组成员。组播方式解决了单播情况下数据的重复拷贝及带宽的重复占用，也解决了广播方式下带宽资源的浪费。

4.3 IP地址

IP地址概念：IP地址是IP协议提供的一种统一的地址格式，它为互联网上的每一个网络和每一台主机分配一个逻辑地址，以此来屏蔽物理地址的差异。

IP地址组成：一个IP地址由4个字节，32位组成，一般用点分十进制的方式表现。IP地址是由主机地址和网络地址组成；主机地址/主机号：标识某一台设备的地址；网络地址/网络号：标识某一个网段的地址；子网掩码：是一种用来指明一个IP地址的哪些位表示主机所在的子网，哪些位表示主机号。子网掩码不能独立存在，它必须结合IP地址一起使用。子网掩码只有一个作用，即将某个IP地址划分为网络地址和主机地址两部分。

IP地址和MAC地址的区别：IP地址是一个逻辑地址，MAC地址是物理地址；MAC地址唯一，IP地址不唯一；MAC地址主要工作在数据链路层，IP地址工作在网络层；MAC地址是48位，IP地址一般32位(IPv6是128位);IP地址的分配取决于网络拓扑，MAC地址分配取决于制造商。

IP地址的分类：常见的IPv4地址有A类、B类、C类和D类，以及特殊地址如localhost(127.0.0.1)、broadcast(255.255.255.255)和zero(0.0.0.0)。另外还有IPv6地址。