计算机网络第一轮强化笔记
根据天勤高分笔记所做
Ping使用ICMP请求报文
分片片偏移单位 8 B
首部字段单位 4 B
总字段长度单位 1 B
DHCP:
客户机发送 discover
服务器发送 offer
客户机发送 request,表明已接受
服务器发送 positive / negative
DNS既可以实现域名到IP地址的解析(正向解析),也可以实现IP地址到域名的转换
connection: close表示非持续连接
以太网最小帧长64B,源地址,目的地址,类型和校验占用18B
SDN网络中网络设备只负责数据转发
IP地址匹配失败时,路由表有默认路由发往默认路由,无则丢弃
一 计算机网络
定义功能执行的方法不是对网络模型进行分层的目标
计算机网络最基本的功能是数据通信
广播式网络没有网络层
局域网和广域网之间所使用协议不同
物理层不参与数据封装
传输层:可靠传输
网络层:路由选择
多机系统:间隔1m,同一系统
数据链路层需要加帧首和帧尾
概述
-
定义
- 互连的,自治的计算机系统的集合
-
组成
-
物理组成
-
硬件
- 主机、通信线路、交换设备…
-
软件
- QQ等应用程序
-
协议
- IP等数据传输规则
-
-
工作方式组成
-
边缘部分
- 用户主机
-
核心部分
- 网络和路由器
-
-
功能组成
-
通信子网
-
由传输介质、通信设备及相应网络协议组成
- 物理层
- 数据链路层
- 网络层
-
-
资源子网
- 由主机、终端及各种资源组成
-
-
-
功能
数据通信
连接控制,传输控制,差错控制,流量控制,路由选择,多路复用
资源共享
数据资源,软件资源,硬件资源
分布式处理
信息综合处理
负载均衡
提高可靠性 -
分类
按分布范围
广域网
城域网
局域网
个人区域网
按传输技术
广播式网络
点对点网络
按拓扑结构
总线型,星型,环形,网状型
按使用者
公用网
专用网
按交换技术
电路交换网络
报文交换网络(存储转发网络)
分组交换网络
按传输介质
有线网
无线网 -
标准化及相关组织
相关组织
国际标准化组织 ISO
国际电信联盟 ITU
美国电气和电子工程师协会 IEEE
标准化流程
互联网草案
建议标准(RFC文档)
草案标准
互联网标准
体系结构与参考模型
-
概念
-
实体
- 任何可发送或接收信息的硬件或软件进程
-
对等层
- 不同机器上的同一层
-
对等实体
- 同一层上的实体
-
协议
-
两个对等实体的通信规则,水平
-
组成
-
语法
- 数据与控制信息的结构或格式
-
语义
- 对构成协议元素的含义的解释
-
同步
- 执行顺序
-
-
-
接口
-
服务访问点 SAP
-
服务数据单元 SDU
- n-PDU = (n - 1)-SDU
-
协议控制信息 PCI
-
协议数据单元 PDU
- 对等实体,SDU + PCI = PDU
-
接口控制信息 ICI
-
接口数据单元 IDU
- 相邻层,SDU + ICI = IDU
-
-
服务
-
下层为相邻上层提供的功能调用,垂直
-
只有下层能被高一层实体“看见”的功能才是服务
-
分类
- 面向连接可靠
- 面向连接不可靠
- 面向无连接不可靠
-
-
-
ISO / OSI 参考模型
-
应,表,会,传,网,链,物
-
表示层
- 数据加密解密,格式转换等操作
-
会话层
- 两个节点间建立面向用户的连接
-
-
-
TCP / IP 参考模型
- 应,传,网,链
-
特性对比
-
OSI
- 网络层:连接和无连接
- 传输层:仅有面向连接
- 主要概念:服务,协议,接口
- 产生在协议发明之前
-
TCP/IP
- 网络层:仅有无连接
- 传输层:面向连接和无连接
- 不明确区分服务,协议,接口
- 产生在协议发明之后
-
模型总结
-
应用层
- 对象:用户对用户
- 任务:提供系统与用户的接口
- 功能:文件传输;访问管理;电子邮件服务
- 协议:FTM,SMTP,POP3,IMAP
-
传输层
- 对象:进程对进程
- 传输单位:TCP报文段 / UDP用户数据报
- 任务:负责主机中两个进程之间的通信
- 功能:端到端可靠传输,流量控制,差错控制
- 协议:TCP,UDP,ARQ
-
网络层
- 对象:主机对主机
- 传输单位:IP数据报
- 硬件设备:路由器
- 任务:封装报文段,路由选择
- 功能:为传输层提供服务;组包拆包;路由选择;拥塞控制
- 协议:ICMP,ARP,RARP,IP,IGMP
-
数据链路层
- 传输单位:帧
- 硬件设备:交换机,网桥
- 任务:将IP数据报组织成帧
- 功能:链路的建立,拆除,分离;帧定界和帧同步;差错检测
- 协议:PPP,HDLC
-
物理层
- 传输单位:比特 bit
- 硬件设备:中继器,集线器
- 任务:透明传输
- 功能:提供传送数据通路
性能指标
-
时延
-
发送时延(传输时延)
- 帧长 / 传输率
-
传播时延
- 长度 / 传播速度
-
处理时延
-
排队时延
-
-
时延带宽积
- 传播时延 × 带宽
-
往返时间RTT
-
利用率
- 信道利用率
- 网络利用率
- 利用率越高,转发时延越长
二 物理层
基带:数字信号;宽带:模拟信号
用数字信号信道就是基带,用模拟信号信道就是频带
计算机内部数据传输:并行传输;串行传输适用于距离较远的传输
同步传输使用帧,异步传输使用字节
实时性最好的:电路交换
N级数字信号 - 需log2
同轴电缆比双绞线传输速度快得益于同轴电缆具有更高的屏蔽性,同时有更好的抗噪声性
集线器不能过滤网络流量
单模光纤成本比多模光纤高
中继器再生数字信号,放大器放大模拟信号
光纤系统的实际速率取决于光电转换速率
信号传播速度和极限传输速率无关
10Mbit/s以太网码元传输速率为20MBaud(曼彻斯特编码)
通信基础
-
概念
- 数据,信号,码元
- 信源,信道,信宿
- 速率,波特,带宽
-
定理
-
奈奎斯特定理
-
理想低通无噪声
- v = 2Wlog2N
-
-
香农定理
-
信息传输速率的极限
- v = Wlog2(1+S/N)
-
-
-
编码与调制
-
数字数据编码为数字信号
-
归零编码(RZ),非归零编码(NRZ),反向非归零编码(NRZI),曼彻斯特编码,差分曼彻斯特编码,4B/5B编码
- 以太网的编码方式:曼彻斯特
-
-
数字数据调制为模拟信号
- 调幅(ASK),调频(FSK),调相(PSK),正交振幅调制(QAM)
-
模拟数据编码为数字信号
- 脉码调制(PCM) 音频信号
-
模拟数据调制为模拟信号
- 频分复用(FDM)
-
-
数据传输
-
电路交换
-
报文交换
-
分组交换
-
数据报
-
虚电路
- 全双工,分组首部包含虚电路标识符
-
-
传输介质
-
导向
-
有线传输介质
-
双绞线
-
同轴电缆
-
光纤
-
多模光纤
- 近距离
-
单模光纤
- 远距离
-
-
-
-
非导向
-
无线传输介质
- 无线电波
- 微波、红外线、激光
-
物理接口层特性
-
机械特性
- 接口形状,尺寸,引线数目等
-
电气特性
- 电压的范围,何种信号表示0/1
-
功能特性
- 信号线的用途,电平含义
-
过程特性
- 不同功能的顺序描述,时序关系
设备
-
中继器
10BASE5的以太网中,互相串联的中继器个数不能超过4个
整

本文详细介绍了计算机网络的各个层次,从物理层的基带、宽带传输,到数据链路层的帧定界、差错控制,再到网络层的IP协议、路由选择,接着是传输层的TCP与UDP服务,最后是应用层的DNS、FTP和HTTP。内容涵盖各种协议、设备和工作原理,如以太网、令牌环网、路由器、交换机、DNS域名解析、FTP文件传输、HTTP网页浏览等。
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