【软考知识总结】网络和多媒体
前言
章节大纲
网络概述
概念
分类
拓扑结构
OSI/RM 模型
互联硬件
设备
传输介质
组网
网络协议
局域网协议
广域网协议
TCP/IP 协议族
网络应用
- IP 地址
网络安全
安全协议
防火墙
病毒
多媒体
声音
图像
相关计算
网络概述
网络的概念
数据通信
资源共享
负载
高可靠
局域网 LAN、城域网 MAN、广域网 WAN，距离越短，传输越快
拓扑结构
总线型
星型
环型
树型
分布式
【重点】OSI 七层模型
物理层，数据链路层，网络层，传输层，会话层，表示层，应用层
网络协议
网络协议标准（常识性的知识）
【重点】TCP/IP 协议族
TCP/IP 协议族的特性
逻辑编址（IP地址）
路由选择
域名解析
错误检测，流量控制
TCP/IP 分层模型
应用层，具体应用功能，对应 OSI 的三层
传输层，端口到端口，对应 OSI 的传输层
网络层，对应 OSI 的网络层
网络接口层对应 OSI 数据链路层
网络层最重要的协议
IP 协议
ICMP 协议，确认存货
ARP 和 RARP，分别对应 IP 转 mac 地址，mac 地址转 IP
传输层最重要的协议
TCP 可靠，速度慢，有验证，三次握手四次挥手
UDP 不可靠，实时性高，速度快
TCP 下最重要的协议
停止等待协议，发送完一个分组后，等到对方确认后方可发送下一个分组
连续 ARQ 协议，维持了一个窗口，窗口内的多个分组可以一起发，然后到窗口内最后一个分组确认后再发下一堆分组
滑动窗口协议，控制一次性发送多少报文，可加速传输且有利于流量控制
应用层协议
基于 TCP 的 FTP/HTTP 都是可靠协议，基于 UDP 的 DHCP DNS 都是不可靠协议
基于 TCP
FTP：文件传输协议
HTTP、HTTPS
SMTP 和 POP3，邮件传输协议
Telnet 远程连接协议
基于 UDP
TFTP 不可靠的小文件传输协议
SNMP 简单网络管理协议
DHCP 动态 IP 分配协议
DNS 域名解析协议
DNS 的解析
DNS 服务器，维持域名和 IP 的映射表
从下到上：本地域名服务器，权威域名服务器，顶级域名服务器，根域名服务器
查询顺序
查本地 DNS 缓存
查本地 DNS 服务器
然后递归查询上层 DNS 服务器
上层 DNS 服务器迭代查询直到查到结果
查询分递归查询和迭代查询
递归查询：被查询机器会自动按照层级查询，最后把结果应答客户端
迭代查询：被查询机器没有记录时，返回其他层次的服务器地址，然后客户端再次向另一个服务器发起查询
本机向本地域名服务器发起请求一般是递归，而本机域名服务器向其他域名服务器发起请求一般是迭代
IP 和路由
路由选择策略
静态路由，只有固定的线路，不能找出最佳路由
固定式路由选择，保持一个路由表，保存目的节点的下一跳，然后找到了直接转过去即可
泛洪式，每次发包都给相邻的全部节点发消息，最先到达的肯定是走的最短路径，存起来下一次还走，适用于健壮性要求很高的场景
随机式，随机抽一条转过去
动态路由，由网络状态决定
分布式路由选择，距离向量算法和链路状态算法，前者周期性的朝相邻节点发报文以动态刷新路由表，后者各节点独立计算最佳通路，需要做的通信少，但逻辑复杂
集中式路由选择，网络中心算好最佳路由后，定期同步到每一个节点
混合式动态路由选择，多种路由混合使用
IP
IPV4 点分十进制表示法，分网络号和主机号
主机个数计算的时候需要注意，全0和全1是不能分配的，所以公式是 2^n -2，其中 n 为主机位数
四个分类
A 类，8位网络号，其中1位固定
B类，16位网络号，其中2位固定
C类，24位网络号，其中3位固定
D类，多播地址，前缀 1110
E类，保留地址，前缀 1111
而且 A/B/C 类网络的网络号前几位都是固定的，避免网络号重合的问题
主机号里边划拉出来一部分子网号，将一个完整网络分为不同的子网，网络号和子网号都为1，主机号都为0，这就是子网掩码。
同样，把网络号的几位作为主机号就成为了一个更大的网络，这叫超网，虽然不知道这是怎么解决 IP 冲突的。
层次化网络模型
网络模型分三层
接入层，功能单一，仅供接入
汇聚层，网络访问策略，数据包过滤，寻址等等操作
核心层，功能单一，只负责数据交换
NAT 转换
仅需要少量 IP 访问互联网，但内部所有主机都可通过少量外网 IP 访问互联网
大量地址映射到少量的外网IP，这个过程就叫 NAT 转换
默认网关
机器找不到 IP 对应的 mac 地址，就会把数据发往默认网关，默认网关必须跟本机 IP 处于同一网段下
冲突域和广播域
冲突域，一个普通二层交换机下同时只能有一个设备发送和接受消息，因为通信通道同时只能给一个设备用
广播域，指网络中可接受到同网络下任意设备发出数据的设备集合
什么是冲突域和广播域：blog.csdn.net
路由器可以划分广播域和冲突域，虚拟机只能划分冲突域，集线器不能划分冲突域/广播域（重点）
VLAN，虚拟局域网，基于路由器实现不同局域网下冲突域和广播域的隔离，能有效提高转发性能
VPN，可通过网络或其他非物理链路直连的方式，安全的访问网络内部资源。
一个例题
网络
不同网络层次有不同的安全控制手段
物理层：隔离和屏蔽
数据链路层：链路加密 PPTP、L2TP
网络层：防火墙、IPSEC
传输层：TLS、SET
会话层、表示层、应用层：HTTPS
跨越传输层、会话层、表示层、应用层的安全控制手段是 SSL，SSL 的过程大概分为如下几步
接通阶段
交换对称加密密码阶段（用非对称加密的方式确保安全）
会谈密码阶段，双方认可此密码（发一条消息双方加解密即可）
检验阶段
客户认证阶段
防火墙，参考资料：www.docin.com
网络级，层次低，效率高
应用级，层次高，效率低，会拆开包检查
被屏蔽子网方案，内网所有机器网络通信都强制经过一个屏蔽子网，也就一定会被防火墙过滤，这层网络叫 DMZ（非军事区）
双宿主机网关，防火墙拥有对内和对外的两个网卡，设备的网关设为防火墙，所有数据一定要通过防火墙机器才能发出和接收
屏蔽主机网关，顾名思义，网关就是防火墙的地址
单宿堡垒主机，防火墙只需要一个网卡，只需要保证所有机器的网关指向防火墙，路由器也只将外部回传的数据转发给防火墙即可
双宿堡垒主机，防火墙拥有对内和对外的两个网卡，所有数据一定要通过防火墙机器才能发出和接收
病毒和木马
病毒主要是破坏计算机功能和数据的，能够自我复制的一串代码或程序
- 具有传染性，隐蔽性，潜伏性，破坏性，针对性，衍生性，寄生性，未知性
木马一般用于监控、窃取数据
多媒体
多媒体的分类：
感觉媒体，直接作用于人的器官，听觉，触觉等等
表示媒体，传输感觉的中介媒体，就是数据的编码，比如图像声音的编码
表现媒体，进行输入输出的媒体
存储媒体，存储介质，内存，硬盘等
传输媒体，网线，光纤等
声音
以声音的带宽衡量声音的大小，单位 HZ，从模拟信号转为数字信号有三个步骤
采样
量化
编码
人耳能听到的声音在 20Hz ~ 20KHz 之间
一般来说，采样频率为声音最高频率的两倍才能不失真
未经压缩传输率计算公式：
传输率(bps) = 采样频率(Hz) * 量化位数(bit) * 声道数
数字调频合成法 FM，可合成电子模拟音
波表合成法 WaveTable，记录所有真实乐器能发出的所有声音，存为波表文件，然后合成并加工回放
声音的特性
音量：响度，强弱程度，由振幅决定
音高：音量的高低，取决于声波震动频率，频率越高音越高
音调：调子的高低，声音本身的频率而定
音色：也称音品
图像
颜色三要素
亮度：颜色明暗深浅程度
色调：偏红还是偏绿，颜色分类
饱和度：某颜色的深浅程度
彩色空间
一般显示器使用 RGB 彩色空间，除了红黄蓝三原色，其他色都是三原色叠加形成
电视使用 YUV 色彩空间，主要为了兼容黑白电视，不同的亮度显示不同的颜色
印刷使用 CMY，用和 RGB 相反的减法原理
HSV，按照艺术角度划分的色彩
图像属性：分辨率（单位 dpi）、像素深度（存储每个像素用的二进制数，单位 bit）
水平分辨率：横向具有的像素点数量
垂直分辨率：纵向具有的像素点数量
矢量图和位图
矢量图的基本组成单元是图元，位图的基本组成单位是像素，视频和动画的基本组成单元式帧。
计算的时候注意单位，DPI 表示单位英寸像素点数，分水平和垂直，截图的题只告诉 150 dpi，意思是水平和垂直都为 150
ISO 标准
MPEG 是 Moving Picture Expert Group 简称，1/2/4 是音视频编码，7是多媒体内容描述接口标准，21是多媒体应用框架标准。
VCD 用的 MPEG-1
DVD 用的 MPEG-2
总结
网络是一个比较重点的部分，需要重点理解里边的协议、TCP/IP协议簇、IP和子网等等，多媒体部分的知识点主要是常识和概念性的东西。