计算机网络第一章——概述

个人根据王道考研视频做的笔记，笔记只记录了大概知识结构，对于每一个具体的知识点的讲解并未详细记录。

本章概要：计算机网络的概念、组成、功能和分类…

1.1.1 概念、组成、功能和分类

计算机网络的概念

是一个将分散的、具有独立功能的计算机系统，通过通信设备与线路连接起来，由功能完善的软件实现 资源共享和信息传递的系统

计算机网络是互联的、自治的计算机集合

• 互联 – 互联互通 通信链路

• 自治 – 无主从关系

计算机网络的功能

1. 数据通信（连通性）

2. 资源共享：硬件、软件、数据

3. 分布式处理：多台计算机共同承担同一任务不同步分（Hadoop平台）

4. 提高可靠性（替代机）

5. 负载均衡（各计算机之间更亲密）

计算机网络的组成

1、组成部分

硬件、软件、协议

2、工作方式

3、功能组成

• 通信子网：实现数据通信

• 资源子网：实现资源共享、数据处理

计算机网络的分类

1.按分布范围分

广域网WAN、城域网MAN、局域网WAN、个人区域网PAN

2、按使用者分

公用网、专用网

3、按交换技术分

电路交换 、报文交换、分组交换

4、按拓扑类型分

总线型、星型、环型、网状型

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1.1.2 标准化工作及相关组织

标准化工作

为实现不同厂商硬件软件的相互联通

标准的分类

• 法定标准：由权威机构制定的正式的、合法的标准 OSI

• 事实标准：某些公式产品占据了主流 TCP/IP

RFC(Request For Comments) – 因特网标准的形式

RFC上升为因特网正式标准：

1. 因特网草案：非RFC

2. 建议标准：成为RFC

3. 草案标准

4. 因特网标准

标准化工作的相关组织

• 国际标准化组织ISO （OSI参考模型、HDLC协议）
• 国际电信联盟 （制定通信规则）
• 国际电气电子工程师协会IEEE （学术机构、5G、IEEE802系列标准）
• Internet工程任务组IETF （负责因特网相关标准的制定，RFCxxxx）

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1.1.3 速率相关的性能指标

速率

速率即数据率或者称数据传输率或比特率

连接再计算机网络上的主机在数字信道上传输数据位数的速率

带宽

1. 原本指某个信号具有的频带宽度，即最高频率与最低频率之差，单位赫兹

2. 计算机网络中，带宽用来表示网络的通信线路传送数据的能力，单位时间从网络某一点到另一个点能通过的最高数据率。

网络所支持的最高速度

吞吐量

单位时间通过==某个网络（信道、接口）==数据量。

吞吐量受网络带宽或网络的额定速率的限制。

1.1.4 时延、时延带宽积、RTT和利用率

时延

数据（报文、分组、比特流）从网络（或链路）的一端传送到另一端所需的时间。延迟或迟延。单位s。

发送时延（传输时延）、传播时延、排队时延、处理时延

时延带宽积

时延带宽积又称为以比特为单位的链路长度，某段链路有多少比特（容量）

时延带宽积 = 传播时延 x 带宽

往返时延RTT

从发送方发送数据开始，到发送方收到的接收方的确认（接收方收到数据后立即发送确认）总共经历的时延。

利用率

1. 信道利用率

2. 网络利用率

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1.2.1 分层结构、协议、接口、服务

为什么要分层

怎么分层

分层结构

1. 实体：n层实体。对等实体

2. 协议：为对等实体数据交换建立的标准

• 语法：格式
• 语义：功能
• 同步：顺序

3. 接口（访问服务点SAP）：上层使用下层服务的入口

4. 服务：下为相邻上提供功能调用

概念总结

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1.2.2 OSI参考模型

计算机网络分层结构

1. 7层OSI参考模型（法定标准）
2. 4层TCP/IP参考模型（事实标准）
3. 5层的体系结构

ISO/OSI参考模型

七层结构

解释通信过程

A给B写信，经过邮局

OSI各层

应用层

所有能和用户交互产生网络流量的程序

表示层

用于处理在两个通信系统中交换信息的表示方式（语义和语法）

1. 数据格式变换（二进制转换）
2. 数据加密解密（聊天记录）
3. 数据压缩和恢复（视频）

会话层

向表示层实体/用户进程提供建立连接并在连接上有序地传输数据。这是会话，也是建立同步。

1. 建立、管理、终止会话
2. 使用校验点可使会话在通信失效时从校验点/同步点继续恢复通信，实现数据同步。（文件传输中断）

传输层

负责主机中两个进程的通信，即端到端的通信。传输单位：报文段、数据报。

1. 可靠传输、不可靠传输
2. 差错传输
3. 流量控制
4. 复用分用
   • 复用：多个应用层可同时使用下面运输层的服务（QQ、微信同时发消息）
   • 分用：运输层把收到的信息分别交付给上面应用层的进程（收消息）

可差留用

网络层

把分组从源端传到目的端，为分组交换网上的不同主机提供通信服务。传输单位：数据报（分组的集合）

1. 路由选择（最佳路径）

2. 流量控制

3. 差错控制

4. 拥塞控制

   若所有结点都来不及接受分组，而要丢弃大量分组的话，网络就处于拥塞状态。因此要采取一定措施，缓解这种拥塞。

   

数据链路层

把网络层传下来的数据报组装成帧。传输单位：帧

1. 成帧(定义帧的开始和结束)

2. 差错控制（帧错+位错）

3. 流量控制

4. 访问（介入）控制 （控制对信道的访问）

   

物理层

在物理媒体上实现比特流的透明传输。传输单位：比特

透明传输：不管所传数据是什么样的的比特组合，都可在链路上传送

1. 定义接口特性
2. 定义传输模式
   • 单工
   • 半双工（对讲机）
   • 双工
3. 定义传输速率
4. 比特同步
5. 比特编码

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1.2.4 TCP/IP 参考模型和5层参考模型

OSI参考模型和TCP/IP参考模型

OSI参考模型和TCP/IP参考模型异同

相同点：

1. 都分层
2. 基于独立的协议栈的概念
3. 可以实现异构网络互联（不同厂商）

不同点：

1. OSI定义三点：
   • 服务
   • 协议
   • 接口
2. OSI先出现，参考模型先于协议发明，不偏向特定协议
3. TCP/IP设计之初就考虑到异构网互联问题，将IP作为重要层次
4. 

5层参考模型

模型图

数据封装与解封装

1.3 第一章知识总结