王道考研《计算机网络》第一章 笔记

一、计算机网络概述

（一）基本概念

1. 定义

计算机网络是互联的、自治的计算机集合

2. 功能

• 数据通信
• 资源平台：硬件、软件、数据
• 分布式处理：Hadoop平台
• 负载均衡

3. 组成

硬件、软件、协议

4. 工作方式

边缘部分：用户直接使用

• C/S方式
• P2P方式

核心部分

5. 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

6. 分类

• 分布范围
  广域网（WAN)(国)
  城域网（MAN)(家)
  局域网（LAN)(楼)
  个域网（PAN)(人)
• 使用者：公用网、专用网
• 交换技术：电路交换、报文交换、分组交换
• 拓扑结构：总线型，星型，环型，网状型（常用于WAN）
• 传输技术：
  广播式网络：共享 公共通信信道
  点对点网络：使用分组存储转发和路由选择机制

（二）标准化工作及相关知识

1. 标准分类

• 法定标准：权威机构指定的正式、合法标准 e.g. OSI
• 实施标准：某些公司在竞争中占主流，后形成了标准 e.g. TCP/IP

2. RFC上升标准的流程

• 因特网草案（不是RFC文档）
• 建议标准（已经是RFC文档）
• 草案标准
• 因特网标准

（三）性能指标——速度

1. 速率/数据率/数据传输速率/比特率

连接在计算机网络上的主机在数字信道上传输数据位数的速率

2. 带宽

网络的通信线路传送数据的能力，单位时间内从网络中某一点到零一点所能通过的“最高数据率”

3. 吞吐量

单位时间内通过某个网络（信道、接口）的数据量

（四）性能指标——时间

1. 时延

数据（报文/分组/比特流）从网络（链路）的一段到另一端所需时间s

2. 时延带宽积

某段链路现在有多少比特

时延带宽积(bit)=传播时延(s)×带宽(b/s)

3. 往返时延RTT

从发送方发送数据开始，到发送方收到接收方的确认总共经历的时间

RTT=2×传播时延+末端处理时间(接收端对数据做一定处理)

末端处理时间一般忽略不计

4. 利用率

（五）分层结构

1. 构成

$$\{\begin{array}{l}实体：第n层活动元素叫n层实体，同一层叫对等实体\\ 协议：对等实体进行数据交换而建立的规则、标准、约定\{\begin{array}{l}语法\\ 语义\\ 同步\end{array}\\ 接口(SAP)：上层使用下层服务的入口\\ 服务：下层为相邻上层提供功能调用\end{array}$$

2. 说明

二、OSI参考模型

（一）应用层

• 文件传输：FTP协议
• 电子邮件：SMTP协议
• 万维网：HTTP协议

（二）表示层

用于处理在2个通信系统中交换信息的表示方式

• 数据格式交换
• 数据加密、解密
• 数据压缩和恢复

（三）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的传输数据，建立同步（SYN）

• 建立、管理、终止会话
• 使用校验点，在会话的通信失效时从校验点/同步点继续恢复通信（使用大文件传输）

（四）传输层

主机中2个进程的通信，即端到端，传输单位是报文段or用户数据报

• 实现可靠/不可靠传输
• 差错控制
• 流量控制
• 复用分用
• 两大协议：TCP、UDP

自上而下第一个面向端到端

（五）网络层

主要任务是把分组从源端到目的端，传输单位是数据报

• 路由选择：最佳路径
• 流量控制：限制发送方
• 差错控制：检错、纠错
• 拥塞控制：整体控制速度

（六）数据链路层

把网络层传下来的数据报组成帧，传输单位是帧

• 成帧：定义帧的开始和结束
• 差错控制：帧错、位错
• 流量控制
• 访问控制：控制对信道的访问

（七）物理层

物理媒体上实现比特流的透明传输（给啥传啥），传输单位是比特

• 接口特性
• 传输模式：单工、半双工、全双工
• 传输速率
• 比特同步
• 比特编码

三、OSI与TCP/IP的比较

1. 相同

• 分层
• 基于独立的协议栈的概念
• 可以实现异构网络

2. 相异

• OSI：定义了服务、协议、接口，参考模型先于协议出现
• TCP/IP：设计时考虑到异构网互联，参考模型后于协议出现