软件架构设计：网络基础

一、计算机网络概述

1. 计算机网络的定义

   • 计算机网络是通过通信设备和线路将分散的计算机系统连接起来，实现资源共享和信息传递的系统。

2. 计算机网络的分类

   • 按覆盖范围：局域网（LAN）、城域网（MAN）、广域网（WAN）。
   • 按传输介质：有线网络、无线网络。
   • 按拓扑结构：总线型、星型、环型、网状型。

3. 计算机网络的功能

   • 数据通信、资源共享、分布式处理、负载均衡、高可靠性。

4. 网络体系结构

   • OSI参考模型：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层。
   • TCP/IP模型：网络接口层、网络层、传输层、应用层。

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二、物理层

1. 传输介质

   • 双绞线、同轴电缆、光纤、无线传输（微波、红外、无线电波）。

2. 编码与调制

   • 数字信号编码（NRZ、曼彻斯特编码、差分曼彻斯特编码）。
   • 模拟信号调制（ASK、FSK、PSK、QAM）。

3. 物理层设备

   • 中继器、集线器。

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三、数据链路层

1. 数据链路层的功能

   • 帧的封装与解封装、差错控制、流量控制、介质访问控制。

2. 差错控制

   • 奇偶校验、CRC（循环冗余校验）。

3. 流量控制

   • 停等协议、滑动窗口协议。

4. 介质访问控制

   • CSMA/CD（载波侦听多路访问/冲突检测）、CSMA/CA（载波侦听多路访问/冲突避免）。

5. 数据链路层设备

   • 网桥、交换机。

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四、网络层

1. 网络层的功能

   • 路由选择、拥塞控制、IP地址分配。

2. IP协议

   • IPv4地址结构（A、B、C、D、E类地址）、子网划分、CIDR（无类域间路由）。
   • IPv6地址结构及其特点。

3. 路由协议

   • 静态路由、动态路由（RIP、OSPF、BGP）。

4. 网络层设备

   • 路由器。

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五、传输层

1. 传输层的功能

   • 端到端通信、可靠传输、流量控制、拥塞控制。

2. 协议

   • TCP：面向连接、可靠传输、三次握手、四次挥手。
   • UDP：无连接、不可靠传输。

3. 端口

   • 端口号的作用及常见端口号（如HTTP:80、HTTPS:443、FTP:21）。

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六、应用层

1. 应用层的功能

   • 提供网络服务和应用程序接口。

2. 常见协议

   • HTTP/HTTPS、FTP、SMTP、POP3/IMAP、DNS、DHCP。

3. 应用层设备

   • 网关、代理服务器。

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七、网络安全

1. 网络安全威胁

   • 病毒、蠕虫、木马、拒绝服务攻击（DoS）、中间人攻击。

2. 加密技术

   • 对称加密（DES、AES）、非对称加密（RSA）、数字签名。

3. 安全协议

   • SSL/TLS、IPSec、VPN。

4. 防火墙

   • 包过滤防火墙、状态检测防火墙、应用层网关。

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八、网络管理

1. 网络管理功能

   • 故障管理、配置管理、性能管理、安全管理、计费管理。

2. 网络管理协议

   • SNMP（简单网络管理协议）。

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九、常见考点与题型

1. 选择题：
   • 考察基本概念，如网络协议、IP地址、路由算法等。
2. 计算题：
   • 计算子网划分、路由表更新、网络延迟等。
3. 分析题：
   • 分析网络拓扑结构、协议工作原理、网络安全问题等。

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十、备考建议

1. 掌握核心概念：
   • 理解网络体系结构、各层协议、网络设备的基本原理。
2. 熟悉计算题型：
   • 练习IP地址计算、路由表更新等计算题。
3. 结合实际应用：
   • 了解现代网络技术的实现，如VPN、SDN（软件定义网络）等。
4. 多做真题：
   • 通过历年真题熟悉考试题型和难度。