计算机网络基础笔记
一、计算机网络概述
(一)定义
IEEE 定义为一组自治计算机互联的集合。
(二)基本功能
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资源共享
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包括软件资源和硬件资源。
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分布式处理与负载均衡
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可将海量任务分散到全球各地计算机。
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通过部署服务器,让不同地域用户看到距离最近服务器上相同的界面。
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综合信息服务
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集成各种网络应用。
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(三)网络演进
经历主机互联、局域网、互联网、因特网阶段。
(四)网络类型
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按覆盖范围
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局域网(LAN)
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范围在几千米内。
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特点:方便管理配置、简洁规整、延迟小、传输速率高、可靠。
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与其他网络区别在于物理范围、拓扑结构、传输技术。
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城域网(MAN)
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覆盖几十公里城区,采用 IP 技术、MPLS/SR 技术。
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广域网(WAN)
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距离远,可跨国、跨区。
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拓扑结构
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总线型 Bus、星型 Star、环型 Ring、网状 Mesh。
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交换方式
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电路交换
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基于电话网,发送和接收节点创建独占数据传输通道,通信结束或断开连接才释放。
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优点:延迟小、线路建立无资源抢占和冲突、实现数据透明传输、吞吐量大。
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缺点:带宽固定、网络资源利用率低、初始连接建立慢。
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分组交换
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以分组为单位存储转发,将信息划分为分组,含接收方和发送方地址标识,传送设备根据地址转发。
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优点:多路复用、网络资源利用率高。
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动态复用技术传送各个分组,提高线路利用率
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保证用户不能长时间独占线路,充分利用信道带宽
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缺点:延迟大、实时性差、设备功能复杂。
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数据分割,逐一对分组转发,引入更大端到端延迟
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分组载有而外地址信息,占用更多带宽资源
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设备需要处理寻址,转发等能力,加大了复杂程度
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(五)性能指标
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带宽(bandwidth)
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一定时间内从一个节点传送到另一个节点的数据量,单位 bps。
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延迟(delay)
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网络上数据从一个节点传送到另一个节点经历的时间,包括传播延迟、交换延迟、访问延迟、队列延迟。
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(六)协议标准与标准化组织
二、网络的模型
(一)OSI 参考模型
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层次结构
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物理层
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在终端设备之间传输比特流,不理会数据的含义格式,只能看到01
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传输比特流,规定物理设备互连,涉及机械、电气、功能、规程特性。
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介质有双绞线、同轴电缆、光纤、无线电信号;设备有调制解调器 Modem。
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数据链路层
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在特定介质或链路上传递数据。
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功能:
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编码、识别帧;
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关心比特次序,结构含义;将比特编成帧,从一些列比特中识别帧,将帧解开给网络层
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建立、维持、释放数据链路;
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建立时保持安全性;
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传输时维持数据链路;
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结束后释放数据链路
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传输资源控制;
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数据链路层协议对资源分配裁决
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流量控制;
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防止发送数据过快导致接收方缓存空间溢出出现拥塞,及时控制发送方速率
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差错控制;
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以帧为单位实施差错检测
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寻址;
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能标识介质上所有节点,并能寻址目的节点
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标识上层数据。
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透明传输的方式传输网络层包
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为了在同一条链路上支持多总网络层协议,发送方要在帧的控制信息中标识包所属的网络层协议--接收方才能正确将包交给上层协议处理
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数量链路层标准
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局域网数据链路层标准
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IEEE802.1-802.5
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LLC逻辑链路控制
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MAC介质访问控制
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广域网数据链路层标准
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HDLC高级数据链路控制
面向同步的数据链路层协议 使用帧字符和校验和的同步串行链路的数据链路封装方法
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PPP点到点协议
支持同步和异步连接,支持多种网络层协议
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网络层
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选择路径转发数据包。
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功能:
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编址:为每个节点分配网络地址
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路由选择:网络层设备计算路由后按照路由信息进行转发
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拥塞控制:负责对网络上的拥塞进行控制
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异种网络互联:能工作在多种链路和介质类型上
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网络层 IP 地址
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全局唯一,含网络地址和主机地址。
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协议:
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可路由协议
定义数据包内各个字段的格式和用途,对数据进行网络层封装(如 IP)
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路由协议
在路由器之间传递信息,计算路由形成路由表,为可路由协议提供选择路径(RIP/OSPF/BGP..)
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传输层
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