网络传输

通信过程

网络传输是指用一系列的线路（光纤，双绞线等）经过电路的调整变化依据网络传输协议来进行通信的过程。其中网络传输需要介质，也就是网络中发送方与接收方之间的物理通路，它对网络的数据通信具有一定的影响。常用的传输介质有：双绞线、同轴电缆、光纤、无线传输媒介。

传输介质

简介

传输介质又称为传输媒体。分为导向传输介质和非导向传输介质。导向传输介质有：金属导体和光纤导体等有线形式。非导向传输介质有：短波、微波、蓝牙、卫星和光波等无线电波，为无线传输形式。一、双绞线电缆(TP)：

将一对以上的双绞线封装在一个绝缘外套中，为了降低信号的干扰程度，电缆中的每一对双绞线一般是由两根绝缘铜导线相互扭绕而成，也因此把它称为双绞线。双绞线分为非屏蔽双绞线(UTP)和屏蔽双绞线(STP)。

市面上出售的UTP分为3类，4类，5类和超5类、6类五种：

3类：传输速率支持10Mbps，外层保护胶皮较薄，皮上注有“cat3”

4类：网络中不常用

5类（超5类）：传输速率支持100Mbps或10Mbps，外层保护胶皮较厚，皮上注有“cat5”

超5类双绞线在传送信号时比普通5类双绞线的衰减更小，抗干扰能力更强，在100M网络中，受干扰程度只有普通5类线的1/4，在较长传输距离时，表现出很好的性能。

6类：一般在千兆网络中使用。

STP分为3类和5类两种，STP的内部与UTP相同，外包铝箔，抗干扰能力强、传输速率高但价格昂贵。

双绞线一般用于星型网的布线连接，两端安装有RJ-45头(水晶头)，连接网卡与集线器，最大网线长度为100米，如果要加大网络的范围，在两段双绞线之间可安装中继器，最多可安装4个中继器，如安装4个中继器连5个网段，最大传输范围可达500米。

同轴电缆

由一根空心的外圆柱导体和一根位于中心轴线的内导线组成，内导线和圆柱导体及外界之间用绝缘材料隔开。按直径的不同，可分为粗缆和细缆两种：粗缆：传输距离长，性能好但成本高、网络安装、维护困难，一般用于大型局域网的干线，连接时两端需终接器。

(1)粗缆与外部收发器相连。

(2)收发器与网卡之间用AUI电缆相连。

(3)网卡必须有AUI接口（15针D型接口）：每段500米，100个用户，4个中继器可达250米，收发器之间最小2.5米，收发器电缆最大50米。

细缆：与BNC网卡相连，两端装50欧的终端电阻。用T型头，T型头之间最小0.5米。细缆网络每段干线长度最大为185米，每段干线最多接入30个用户。如采用4个中继器连接5个网段，网络最大距离可达925米。

细缆安装较容易，造价较低，但日常维护不方便，一旦一个用户出故障，便会影响其他用户的正常工作。

根据传输频带的不同，可分为基带同轴电缆和宽带同轴电缆两种类型：

基带：数字信号，信号占整个信道，同一时间内能传送一种信号。

宽带：可传送不同频率的信号。

光纤

是由一组光导纤维组成的用来传播光束的、细小而柔韧的传输介质。应用光学原理，由光发送机产生光束，将电信号变为光信号，再把光信号导入光纤，在另一端由光接收机接收光纤上传来的光信号，并把它变为电信号，经解码后再处理。

与其它传输介质比较，光纤的电磁绝缘性能好、信号衰小、频带宽、传输速度快、传输距离大。主要用于要求传输距离较长、布线条件特殊的主干网连接。

分为单模光纤和多模光纤：

单模光纤：由激光作光源，仅有一条光通路，传输距离长，2千米以上。

多模光纤：由二极管发光，低速短距离，2千米以内。

网络传输的单位是MBPS，你电脑右下面的连接速度有写。它表示的是一秒传输的信号的频率，但是这频率不是我们平常说得byte(简称B)，B表示的是文件的占据的空间，是大小的意思。

1T=1024GB=1,048,576MB=107,374,1824KB=1,099,511,627,776B(byte)。

1GB=1024MB=1,048,576KB=107,374,1824B。

1MB=1024KB=1,048,576B。

1KB=1024B

1byte=8 bit

1 bit=1位的二进制数(这也就是我们常说为什么计算机只处理0和1的原因)。

传输协议

内容

网络协议即网络中（包括互联网）传递、管理信息的一些规范。如同人与人之间相互交流是需要遵循一定的规矩一样，计算机之间的相互通信需要共同遵守一定的规则，这些规则就称为网络协议。

一台计算机只有在遵守网络协议的前提下，才能在网络上与其他计算机进行正常的通信。网络协议通常被分为几个层次，每层完成自己单独的功能。通信双方只有在共同的层次间才能相互联系。常见的协议有：TCP/IP协议、IPX/SPX协议、NetBEUI协议等。在局域网中用得的比较多的是IPX/SPX.。用户如果访问Internet，则必须在网络协议中添加TCP/IP协议。

TCP/IP是“transmission Control Protocol/Internet Protocol”的简写，中文译名为传输控制协议/互联网络协议，TCP/IP（传输控制协议/网间协议）是一种网络通信协议，它规范了网络上的所有通信设备，尤其是一个主机与另一个主机之间的数据往来格式以及传送方式。

TCP/IP是INTERNET的基础协议，也是一种电脑数据打包和寻址的标准方法。在数据传送中，可以形象地理解为有两个信封，TCP和IP就像是信封，要传递的信息被划分成若干段，每一段塞入一个TCP信封，并在该信封面上记录有分段号的信息，再将TCP信封塞入IP大信封，发送上网。

在接受端，一个TCP软件包收集信封，抽出数据，按发送前的顺序还原，并加以校验，若发现差错，TCP将会要求重发。因此，TCP/IP在INTERNET中几乎可以无差错地传送数据。对普通用户来说，并不需要了解网络协议的整个结构，仅需了解IP的地址格式，即可与世界各地进行网络通信。

IPX/SPX是基于施乐的XEROX’S Network System（XNS）协议，而SPX是基于施乐的XEROX’S SPP（Sequenced Packet Protocol：顺序包协议）协议，它们都是由novell公司开发出来应用于局域网的一种高速协议。

它和TCP/IP的一个显著不同就是它不使用ip地址，而是使用网卡的物理地址即（MAC）地址。在实际使用中，它基本不需要什么设置，装上就可以使用了。由于其在网络普及初期发挥了巨大的作用，所以得到了很多厂商的支持，包括microsoft等，很多软件和硬件也均支持这种协议。

NetBEUI即NetBios Enhanced User Interface ，或NetBios增强用户接口。它是NetBIOS协议的增强版本，曾被许多操作系统采用，例如Windows for Workgroup、Win 9x系列、Windows NT等。NETBEUI协议在许多情形下很有用，是WINDOWS98之前的操作系统的缺省协议。

总之NetBEUI协议是一种短小精悍、通信效率高的广播型协议，安装后不需要进行设置，特别适合于在“网络邻居”传送数据。所以建议除了TCP/IP协议之外，局域网的计算机最好也安上NetBEUI协议。另外还有一点要注意，如果一台只装了TCP/IP协议的WINDOWS98机器要想加入到WINNT域，也必须安装NetBEUI协议。

各种协议

A、ARP(地址解析协议Address Resolution Protocol)

B、BGP(边缘网关协议 Border Gateway Protocol)

BlueTooth（蓝牙(Blue Tooth)）

BOOTP(自举协议 Bootstrap Protocol)

D、DHCP(动态主机配置协议Dynamic Host Configuration Protocol)

DNS(域名服务Domain Name Service)

DVMRP(距离矢量组播路由选择协议Distance-Vector Multicast Routing Protocol)

E、EGP(Exterior Gateway Protocol)

F、FTP(文件传输协议File Transfer Protocol) 21端口

H、HDLC(高级数据链路控制协议High-level Data Link Control)

HELLO(routing protocol)

HTTP超文本传输协议80端口

HTTPS安全超级文本传输协议

I、ICMP(互联网控制报文协议 Internet Control Message Protocol)

IDRP(InterDomain Routing Protocol)

IEEE802

IGMP(Internet Group Management Protocol)

IGP(内部网关协议Interior Gateway Protocol )

IMAP(交互式邮件存取协议Internet Mail Access Protocol)

IP(互联网协议Internet Protocol)

IPX（Internetwork Packet Exchange protocol）

IS-IS(Intermediate System to Intermediate System Protocol)

L、LCP(链路控制协议Link Control Protocol)

LLC(逻辑链路控制协议Logical Link Control)

M、MLD(多播监听发现协议 Multicast Listener Discovery)

N、NCP(网络控制协议 Network Control Protocol)

NNTP(网络新闻传输协议Network News Transfer Protocol) 119

NTP(Network Time Protocol)

P、PPP(点对点协议Point-to-Point Protocol)

POP(邮局协议Post Office Protocol) 110

R、RARP(逆向地址解析协议Reverse Address Resolution Protocol)

RIP(路由信息协议Routing Information Protocol)

S、SLIP(串行链路连接协议Serial Link Internet Protocol)

SNMP(简单网络管理协议Simple Network Management Protocol) Agent:161 Manager:162

SMTP(简单邮件传输协议Simple Mail Transport Protocol) 25

T、TCP(传输控制协议Transmission Control Protocol)

TFTP(Trivial File Transfer Protocol)

Telnet(远程终端协议 remote terminal protocol) 23

U、UDP(用户数据包协议User Datagram Protocol)。

USB通用串行总线

X、X.25

安全传输

加密算法

通用的加密算法主要分为对称和非对称算法。对称算法采用相同的密钥进行加密和解密。常用的对称加密算法有AES、IDEA、RC2/RC4、DES等，其最大的困难是密钥分发问题，必须通过当面或在公共传送系统中使用安全的方法交换密钥。对称加密由于加密速度快、硬件容易实现、安全强度高，因此仍被广泛用来加密各种信息。但对称加密也存在着固有的缺点：密钥更换困难，经常使用同一密钥进行数据加密，给攻击者提供了攻击密钥的信息和时间。非对称算法，采用公钥进行加密而利用私钥进行解密。公钥是可以公开的，任何人都可以获得，数据发送人用公钥将数据加密后再传给数据接收人，接收人用自己的私钥解密。非对称加密的安全性主要依赖难解的数学问题，密钥的长度比对称加密大得多，因此加密效率较低，主要使用在身份认证、数字签名等领域。非对称加密的加密速度慢，对于大量数据的加密传输是不适合的。非对称加密算法包括RSA、DH、EC、DSS等。目前比较流行的、最有名的非对称加密算法是RSA。

RSA的安全性在于大整数因子分解的难度，其体制构造是基于数论的欧拉定理，产生公开密钥和秘密密钥的方法为：

(1)取2个互异的大素数p和q；

(2)计算n=p×q；

(3)随机选取整数e，且e与(p-1)×(q-1)互为素数；

(4)另找一个数d，使其满足(e×d)mod[(p-1)×(q-1)]=1；(n，e)即为公钥；(n，d)为私钥。对于明文M，用公钥(n，e)加密可得到密文C，C=Me mod n；对于密文C，用私钥(n，d)解密可得到明文M，M=Cd mod n。

利用当今可预测的计算能力，在十进制下，分解2个250位质数的积要用数十万年的时间，并且质数用尽或2台计算机偶然使用相同质数的概率小到可以被忽略。由此可见，企图利用公钥和密文推断出明文或者企图利用公钥推断出私钥的难度极其巨大，几乎是不可行的。因此，这种机制为信息传输提供了很高的安全保障。

由上述内容可以发现，无论是对称加密和非对称加密的过程都是完成如下的过程：

(1)产生密钥key；

(2)C=F(M，Key)，即使用已经产生的密钥，通过加密算法将明文转换为密文。

(3)数据传输；

(4)M=F’(C，key)，即接收方使用解密算法，将密文转换为明文。

如果需要传输的明文数据庞大，则加密和解密的算法的耗时将非常长，并且数据传输时也会占用大量的网络资源。也就是以上的(2)，(3)，(4)三个过程都会占用大量的时间和资源，如果能够降低这3个过程的时间，就会节省大量的资源，提高数据传输的效率。通过使用哈夫曼编码对文件进行压缩，就可以大大降低以上3个环节的处理时间，并同时在传输处理过程中减少计算机资源和网络资源的占用。

哈夫曼编码介绍

哈夫曼编码是20世纪50年代由哈夫曼教授研制开发的，它借助了数据结构当中的树型结构，在哈夫曼算法的支持下构造出一棵最优二叉树，把这类树命名为哈夫曼树。因此，准确地说，哈夫曼编码是在哈夫曼树的基础之上构造出来的一种编码形式，它的本身有着非常广泛的应用。

双绞线

双绞线分为T568-A和T568-B

T568-A:白绿绿，白橙蓝，白蓝橙，白棕棕；

T568-B：白橙橙，白绿蓝，白蓝绿，白棕棕

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