正在学习计算机网络，为了方便日后回忆，在此记录自己的学习笔记。

一、计算机网络概述

先放上思维导图！方便记忆

1.互联网

1.1网络的网络

计算机网络：结点+链路
互连网：通过路由器把网络互连起来，构成计算机网络
互联网：特指Internet，是全球最大的、开放的、采用通用协议进行众多网络相连的特定计算机网络。特点：连通性和共享
主机：与网络相连的计算机

1.2互联网基础结构发展的三个阶段

第一阶段：从单个网络ARPANET向互联网发展得过程
第二阶段：建成三级结构的互联网
第三阶段：逐渐形成了多层次ISP结构的互联网
ISP：互联网服务提供商

1.3互联网的组成

 边缘部分+核心部分

1.边缘部分

由所有连接在互联网上的主机（端系统）组成
- 端系统之间的通信：主机A的某个进程与主机B的另一个进程进行通信
- 两种通信方式：
  （1）客户端/服务端方式（C/S方式）：进程之间的服务与被服务
  （2）对等方式（P2P方式）：不区分服务与被服务关系
用户直接使用来进行通信和资源共享

2.核心部分

重要工作者：路由器
- 路由器：实现分组交换，转发收到的分组

疑问：什么是分组交换？

数据交换是实现数据通过网络核心从源主机到另一个主机!

1.为什么需要数据交换？

1).链路问题 2).连通性 3).网络规模

2.什么是交换？

动态转接——把一条电话线转接到另一条电话线，使之连通
动态分配传输路线的资源

3.数据交换的类型

注：计算机交换方式绝大多数是分组交换，极少数是电路交换，绝不可能是报文交换

1.4计算机网络的类别

按网络作用范围：
广域网、城域网、局域网、个人区域网
按网络的使用者：
公用网、专用网
用来把用户接入互联网的网络

1.5计算机性能

速率：数据的传送速度（单位：bit/s）
带宽：在单位时间内网络中的某信道所能通过的“最高数据率”
吞吐量：在单位时间内通过某个网络的数据量
时延：数据从网络的一端传送到另一端所需的时间
包括：
1）发送时延
2）传播时延
3）处理时延
4）排队时延
总时延=发送时延+传播时延+处理时延+排队时延
时延带宽积：传播时延 x 带宽
往返时间RTT：从发送方到接收方总共经历的时间
利用率：分为信道利用率和网络利用率

1.6计算机网络的体系结构

体系结构=层+协议（协议是水平的、服务是垂直的）
网络协议：为进行网络的数据交换而建立的规则（标准或约定）

协议三要素：语法、语义、同步
（1）语法：数据与控制信息的结构或格式。
（2）语义：需要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种响应。
（3）同步：事件实现顺序的详细说明。

1.OSI的体系结构：
（1). 应用层：实现用户的应用程序自之间的通信过程控制
（2). 表示层：对数据进行格式变换、加密解密和压缩恢复
（3). 会话层：建立、管理和终止会话，以及数据交换
（4). 运输层：提供可靠的端-端的数据传输服务
（5). 网络层：通过路由选择算法为分组通过通信子网选择适当的传输路径
（6). 数据链路层：在物理层提供比特流的基础上，采用差错控制与流量控制方法，使有差错的物理线路变成无差错的数据链路
（7). 物理层：利用传输介质为数据链路层提供物理连接，实现比特流的透明传输

#2.TCP/IP的四层协议：应用层、运输层、网际层IP、网络接口层

计算机网络综合OSI和TCP/IP的优点，采用五层协议的体系结构
（1).应用层：该层是体系结构的最高层，直接为用户的应用进程提供服务
（2). 运输层：负责向两台主机中进程之间的通信提供通用的数据传输服务。主要使用的两种协议：
①传输控制协议（TCP）：提供面向连接的，可靠的数据传输服务（数据传输的单位是报文段）
②用户数据报协议（UDP）：提供无连接的，尽最大努力的数据传输服务（数据传输的单位是用户数据报)
（3). 网络层：负责为分组交换网上的不同主机提供通信服务。使用IP协议
（4). 数据链路层：在两个相邻结点之间传送数据时，数据链路层将网络层提供的IP数据组装成帧，在两个相邻结点间的链路上“透明”地传送帧中的数据
（5). 物理层：透明地传送比特流（数据单位是比特）

4.实体、协议、服务和服务访问点
1.实体: 表示任何可发送或接收信息的硬件或软件进程。
2.协议: 控制两个对等实体进行通信的规则的集合
3.服务：在协议的控制下，两个对等实体间的通信使得本层能够向上一层提供服务。要实现本层协议，还需要使用下层所提供的服务
4.服务访问点：在同一系统中相邻两层的实体进行交互

习题

以TCP/2P体系结构为例，简达发送端数据封装的过程。
答： ①在应用层，用户发出的数据称为报文，报文会被传递到传递到传输层
②传输层要构造段，同时把报文拆分，添加上自己的段头，然后传递到网络层
③网络层把数据段作为数据,并添上自己的头部，其结果称为数据报，并传递给网络接口层
④网络接口层把数据报作为数据，添上自己的头部，其结果称为帧，最后通过以太网传输
简述计算机网络采用民次结构模型的优点
答：①各层之间是独立的
②灵活性好
④结构上可分隔开，各层采用适合的技术实现
④易于实观和维护
⑤标准化工作
TCP/IP的核心思想是什么?
答：在传输层和网络层建立一个统一的虚拟逻辑网络，以屏蔽物理网络的硬件差别，从而实现普通的连通性。
协议与服务的区别与联系
答：
1）区别：
①协议的实现保证了能够向上一层提供服务。本层的服务用户只能看见服务而无法看见下面的协议。下面的协议对上面的服务用户是透明的。
②协议是“水平的”，即协议是控制两个对等实体进行通信的规则。但服务是“垂直的”，即服务是由下层通过层间接口向上层提供的。
2）联系：
①在协议的控制下，两个对等实体间的通信使得本层能够向上一层提供服务。 ② 要实现本层协议，还需要使用下层所提供的服务
TCP/IP与OSI的系统结构进行比较，讨论其异同之处
答：1）OSI和TCP/IP的相同点是二者均采用层次结构，而且都是按功能分层。
2）OSI和TCP/IP的不同点：
①OSI分七层，自下而上分为物理层、数据链路层、网络层、运输层、会话层、表示层和应用层，而TCP/IP分四层：网络接口层、网间网层（IP）、传输层（TCP）和应用层。
②OSI层次间存在严格的调用关系，两个（N）层实体的通信必须通过下一层（N-1）层实体，不能越级，而TCP/IP可以越过紧邻的下一层直接使用更低层次所提供的服务，因而减少了一些不必要的开销，提高了协议的效率
③OSI只考虑用一种标准的公用数据网，TCP/IP更侧重于异构网的互联问题
如何理解“透明”？
答：透明表示某个实际存在的事物看起来却好像不存在一样。比如你电脑上的应用程序，用户只需知道特定的按钮的功能，并不需要知道按钮的功能是怎么实现的