计网复习-1. Overview（ch1-2）_跳到跳物理地址改变逻辑地址不变-优快云博客

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1. Overview（ch1-2）

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1.1 ch1概述

本章讨论四个问题：数据通信、网络、因特网以及协议和标准。

目的：主要是对计算机网络有一个宏观层面的理解，会出现一大堆名词，需要知道他们的定义是什么，并能具象化这些概念。

1.1.1 数据通信

什么是数据通信？
数据（data）一词指的是以任何格式表示的信息，该格式需经由创建和使用数据的双方均已达成共识。
数据通信（data communication）是在两台设备之间通过诸如线缆的某种形式的传输介质进行的数据交换。

数据通信系统的组成
- 报文（message）是进行通信的信息（数据），它可以是文本、数字、图片、声音、视频等信息形式。
- 发送方（sender）是指发送数据报文的设备，它可以是计算机、工作站、手机、摄像机等。
- 接收方（receiver）是指接收报文的设备，它可以是计算机、工作站、手机、电视等。
- 传输介质（transmission medium）是报文从发送方到接收方之间所经过的物理通路，它可以是双绞线、同轴电缆、光纤和无线电波。
- 协议（protocol）是管理数据通信的一组规则，它表示通信设备之间的一组约定。如果没有协议，即使两台设备之间可能是连接的，那也无法通信，就像一个说法语的人无法被一个只说日语的人理解一样。
数据表示
- 信息有文本、数字、图像、音频和视频等多种形式。
数据流
- 两台设备之间的通信可以是单工、半双工或全双工的

1.1.2 网络

什么是网络？
网络（network）是用通信链路连接起来的设备（通常称为节点）的集合。
节点可能是一台计算机，也可能是打印机，还可能是其他任何能够发送或接收数据的设备。

分布式处理
- 将任务划分给多台计算机。不是让一台大型机负责所有的处理，而是由多台独立的计算机（通常是个人计算机或工作站）各自处理一小部分。
网络准则
- 性能
- 可靠性
- 安全性
物理结构
- 连接类型
  - 点到点连接
  - 多点连接
- 物理拓扑结构
  - 网状
  - 星型
  - 总线
  - 环型
  - 混合型
网络模型
- 计算机网络是由许多实体组成，需要标准协调网络之间的通信。最著名的两个标准是OSI模型和因特网模型。这本书是基于参照OSI模型的因特网模型的，后面学习的也是因特网模型。
网络分类
- 局域网LAN通常是专用的，连接的设备在一间简单的办公室、一幢建筑物或校园中。
- 广域网WAN提供远距离的数据传输，传输跨越的地理区域包括国家、大陆甚至整个世界。
- 城域网MAN规模界于局域网与广域网之间，它通常的覆一盖范围是一个乡镇或一个城市。
网络互联：因特网
- 多个网络彼此连接

1.1.3 因特网

因特网是一个结构化的、组织化的系统。

历史简介
- ARPANET
- TCP和IP，IP负责处理数据报路由，而TCP负责高层功能，比如分段、重组和差错检测。
现状
- ISP因特网服务提供商

1.1.4 协议和标准

协议，它是规则的同义词；标准，它是经过协商达成一致的规则

协议
- 语法——数据的结构
- 语义——每一个位片断的含义
- 时序——报文发送的时间和发送的速率
标准
- 事实标准
- 法定标准
标准化组织
- 标准创建委员会
  - ISO, ITU-T, CCITT, ANSI, IEEE, EIA
- 论坛
- 管理机构
因特网标准

1.2 ch2网络模型

1.2.1 任务分层

发送方、接收方和载体
层次结构
1. 服务——每一层都使用其直接下层提供的服务
OSI模型与TCP/IP模型两者中，TCP/IP为占统治地位的业务体系结构

1.2.2 OSI模型

层次化体系
1. 在建立模型的过程中，设计者将传输数据的过程归结为一些最基本的元素。他们确定了具有相关用途的网络功能，并将这些功能归类到一些独立的功能组。这些功能组就形成了各个层次。
2. 每一层调用下一层提供的服务。
3. 对等过程（peer-to-peer process）
对等过程

在物理层，通信是直接发生的。但是，在更高层次中，通信必须先在设备A中从上层传到下层，再传输到设备B, 然后在设备B中再从下层传输到上层。在发送端，每一层都在从直接上层传来的报文加上自己的信息并将整个分组传到它的直接下层。

1. 层间接口——相邻两层的接口
2. 层次组织

封装
1. 第N层的分组中的数据部分是第N层的完整分组（数据、头部、也可能有尾部）。
2. 第N-1层不知道被封装分组中，那些部分是数据，那些部分是头部或尾部

1.2.3 OSI模型各层的功能

物理层定义了接口与传输介质的机械和电气特性，也定义了物理设备和接口为了传输而必须执行的过程和功能

负责位从一个节点到另一个节点的传递。

1. 接口与介质的物理特性
2. 位的表示
3. 数据速率-传输速率
4. 线路配置
5. 物拓扑结构
6. 传输方式

数据链路层将物理层——对数据不做任何改动的传输通道变成可靠的链路，这样可以将物理层的数据无差错地传递给上层（网络层）

负责帧从一跳（节点）到下一跳（节点）传递。

1. 成帧
2. 物理寻址
3. 流量控制
4. 差错控制
5. 访问控制

网络层负责将分组从源地址传递到目的地址，可能会通过多个网络（链路）。

负责将各个分组从源地址传递到目的地址。

1. 逻辑寻址
2. 路由选择

传输层负责整个报文的进程到进程传递 (process-to-process delivery)

负责一个报文从一个进程到另一个进程的传递

1. 服务点寻址——端口地址
2. 分段和组装
3. 连接控制
4. 流量控制
5. 差错控制

会话层是网络的对话控制器，它建立和维护以及同步通信系统间的交互操作。

负责对话控制和同步。

1. 对话控制
2. 同步

表示层是两个系统之间交换信息的语义和语法。

负责翻译、加密和压缩数据。

1. 翻译
2. 加密
3. 压缩

应用层提供了用户接口和服务支持。

负责向用户提供服务。

1. 网络虚拟终端
2. 文件传输、访问和管理
3. 邮件服务
4. 目录服务

1.2.4 TCP/IP 协议族

本书中假定TCP/IP协议族由5层组成：物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层

TCP/IP协议族的各层包含一些相对独立的协议，这期协议依据系统的需要能混合与匹配。

物理层和数据链路层
- TCP/IP不定义任何协议。它支持所有标准和专门协议
网路层

TCP/IP支持网际协议 (Internetworking Protocol, IP)。IP使用4个支持协议：ARP、RARP、ICMP和IGMP

1. IP网际协议是一个不可靠、无连接数据报协议，即尽力传递 (best-effort delivery) 服务，没有差错检测和跟踪。是主机到主机协议。
2. ARP地址解析协议将逻辑地址与物理地址相联系起来。
3. RARP逆地址解析协议允许主机在仅知道物理地址的情况下寻找因特网地址。
4. ICMP因特网控制报文协议是由主机和网关所使用的一种机制，用来向发送方通知数据报所发生的问题。
5. IGMP因特网组报文协议用于将一个报文同时发送给一组接收者。

传输层

用两个协议表示:TCP和UDP，负责将报文从一个进程 (运行程序) 传递到另一个进程的传输层协议 (transport level protocol )。

1. UDP用户数据报协议将端口号、校验和差错控制及信息长度添加到来自上一层的数据中。
2. TCP是一个可靠的流传输协议，流这个词在这里表示面向连接的：在传输的两端可以传送数据以前必须先建立连接
3. SCTP流控制传输协议对较新应用提供支持，比如因特网上的音频传输。它结合了UDP和TCP最好的特点