【计算机网络】学习笔记:第一章 体系结构（四千字详细配图）【王道考研】
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目录
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一、计算机网络概述
1）计算机网络的功能
2）计算机网络的组成
3）计算机网络的分类
计算机网络概述总结
二、标准化工作及相关组织
1）标准化工作
1.标准的分类
2.RFC（Request For Comments）——因特网标准的形式
2）标准化工作的相关组织
标准化工作及相关组织总结
三、计算机网络的性能指标—时延，时延带宽积，RTT，利用率
1）速率
2）带宽
3）吞吐量
4）时延
5）时延带宽积
6）往返时延RTT( Round Trip Time )
7）利用率
计算机网络的性能指标总结
四、 计算机网络分层结构 — 协议、接口、服务
1）为什么要分层？
2）怎么分层？
分层的基本原则：
正式认识分层结构：
概念总结
计算机网络分层结构总结
五、OSI参考模型（7层）
1）IOS/OSI参考模型
2）ISO/OSI参考模型解释通信过程
3）应用层
4）表示层
5）会话层
6）传输层
7）网络层
8）数据链路层
9）物理层
OSI参考模型总结
六、TCP/IP模型 & 5层参考模型
1）OSI参考模型与TCP/IP参考模型
2）五层参考模型****
3）五层参考模型的数据封装与解封装
***第一章知识总结***
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王道计算机网络
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一、计算机网络概述
计算机网络是一个将分散的、具有独立功能的计算机系统，通过通信设备与线路连接起来，由功能完善的软件实现资源共享和信息传递的系统。
计算机网络是互连的（互联互通 经过通信链路）、自治（无主从关系）的计算机集合。
1）计算机网络的功能
1.数据通信（连通性）
2.资源共享 硬件资源的共享 软件的共享 数据资源共享
3.分布式处理：多台计算机各自承担同意工作任务的不同部分
4.提高可靠性：当一台主机宕机时，另一条链路上的主机可以成为替代机发送数据
5.负载均衡：使多台计算机相互配合进行工作
........
2）计算机网络的组成
1.组成部分：硬件、软件、协议
2.工作方式：边缘部分（用户直接使用 C/S方式和P2P方式）和核心部分（为边缘部分服务）
核心部分中需要大量的网络和路由器等支持边缘部分工作 
3.功能组成：分为资源子网（实现数据共享/处理）和 通信子网（实现数据通信）
其中传输层为资源子网和通信子网的接口
3）计算机网络的分类
1.按分布范围分：广域网WAN，城域网MAN，局域网WAN，个人区域网PAN
2.按使用者分：公用网（中国电信联通移动）和专用网（军用银行铁路公安等）
3.按交换技术分：电路交换，报文交换，分组交换
4.按拓扑结构分：通信设备路由器交换机等节点抽象为一个点，链路抽象为直线
5.按传输技术分：广播式网络（共享公共通信信道）和点对点网络（一对 分组存储转发路由选择）
计算机网络概述总结
二、标准化工作及相关组织
1）标准化工作
标准化对计算机网络至关重要！！！
要实现不同厂商的硬、软件之间相互连通，必须遵从统一的标准。
1.标准的分类
1.法定标准：由权威机构制定的正式的、合法的标准 OSI
2.实施标准：某些公司在竞争中占据主流，这些产品中的协议和技术成为标准 TCP/IP
2.RFC（Request For Comments）——因特网标准的形式
RFC要上升为因特网正式标准的四个阶段：
2）标准化工作的相关组织
标准化工作及相关组织总结
三、计算机网络的性能指标—时延，时延带宽积，RTT，利用率
1）速率
速率即数据率或称数据传输率或比特率。单位时间传输的比特 理解：传输的实际速率
注意：速率的换算单位与存储容量的换算不同！
2）带宽
带宽原本指某个信号具有的频带宽度，即最高频率与最低频率之差，单位是赫兹(Hz)。
计算机网络中，带宽用来网络的通信线路传送数据的能力，通常是指单位时间内从网络中的某一点到另一点所能通过的"最高数据率"。单位是比特每秒，b/s，kb/s，Mb/s，Gb/s。
理解：带宽：网络设备传输所支持的最高速率
带宽不同理解为：水管流速不变，管子粗细不同
3）吞吐量
吞吐量表示在单位时间内通过某个网络(或信道、接口)的数据量。单位b/s, kb/s, Mb/s等。
吞吐量受网络的带宽或网络的额定速率的限制。
4）时延
时延指数据(报文/分组、比特流)从网络(或链路)的一端传送到另一端所需的时间，也叫延迟或迟延。单位是s 。
高速链路是指发送速率提高，在数据长度不变的情况下，发送时延减小，电磁波传播速率不变，传播时延不变。
5）时延带宽积
时延带宽积描述了数据量/信息量。
时延带宽积：当第一个比特位的数据刚刚传播到B时，管道里所拥有的比特数
6）往返时延RTT( Round Trip Time )
从发送方发送数据开始(第一个比特位刚放到信道上开始)，到发送方收到接收方的确认(接收方收到第一个比特的数据后立即发送确认)总共经历的时延。****ping命令****
RTT越大，在收到确认之前，可以发送的数据越多。理解：等很久才能得到确认，在收到确认之前一直发送
RTT包括：往返传播时延=传播时延*2，末端处理时间（通常忽略或提供数据）
注：不包括发送时延（传输时延），只计算信道上的时间即传播时延
7）利用率
利用率分为信道利用率和网络利用率
计算机网络的性能指标总结
四、 计算机网络分层结构 — 协议、接口、服务
1）为什么要分层？
将大问题转化为小问题
2）怎么分层？
分层的基本原则：
1.各层之间相互独立，每层只实现一种相对独立的功能。
2.每层之间界面自然清晰，易于理解，相互交流尽可能少。
3.结构上可分割开。每层都采用最合适的技术来实现。
4.保持下层对上层的独立性，上层单向使用下层提供的服务。
5.整个分层结构应该能促进标准化工作。
正式认识分层结构：
实体：第n层的活动元素称为n层实体。同一层的实体叫对等实体。
协议：为进行网络中的对等实体数据交换而建立的规则、标准或约定称为网络协议。【水平】
语法(规定传输数据的格式)、语义(规定所要完成的功能)、同步(规定各种操作的顺序)
接口(访问服务点SAP)：上层使用下层服务的入口。
服务：下层为相邻上层提供的功能调用。【垂直】
SDU服务数据单元：为完成用户所要求的功能而应传送的数据。
PCI协议控制信息 ： 控制协议操作的信息。
PDU协议数据单元：对等层次之间传送的数据单位。
概念总结
网络体系结构是从功能上描述计算机网络结构。
计算机网络体系结构简称网络体系结构是分层结构。
每层遵循某个/些网络协议以完成本层功能。
计算机网络体系结构是计算机网络的各层及其协议的集合。
第n层在向n+1层提供服务时，此服务不仅包含第n层本身的功能，还包含由下层服务提供的功能。
仅仅在相邻层间有接口，且所提供服务的具体实现细节对上一层完全屏蔽。
体系结构是抽象的，而实现是指能运行的一些软件和硬件。
计算机网络分层结构总结
五、OSI参考模型（7层）
1）IOS/OSI参考模型
为了支持异构网络系统的互联互通，国际标准化组织( ISO )提出开放系统互连（OSI）参考模型。
每层完成特定的功能
2）ISO/OSI参考模型解释通信过程
3）应用层
所有能和用户交互产生网络流量的程序（用户和网络的界面）
典型应用层服务：文件传输（FTP）、电子邮件（SMTP）、万维网（HTTP）。
4）表示层
用于处理在两个通信系统中交换信息的表达方式（通常语法和语义）
功能一：数据格式变换 翻译官
功能二：数据加密解密
功能三：数据压缩和恢复
5）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地传输数据。
会话也是建立同步（SYN）
功能一：建立、管理、终止会话
功能二：使用校验点可使会话在通信生效时从校验点/同步点继续恢复通信，实现数据同步。适用于传输大文件。（这不就是存档点嘛(•̤̀ᵕ•̤́๑)ᵒᵏᵎᵎᵎᵎ ）
6）传输层
负责主机中两个进程的通信，即端到端的通信。传输单位是报文段或用户数据报。
上面三层和下面三层的连接。上面端到端，下面点到点
功能一：可靠传输（基于确认机制）、不可靠传输
功能二：差错控制
功能三：流量控制
功能四：复用分用
复用：多个应用层进程可同时使用下面运输层的服务。
分用：运输层把收到的信息分别交付给上面应用层中相应的进程。
7）网络层
主要任务是把分组从源端传到目的端，为分组交换网上的不同主机提供通信服务。
网络层传输单位是数据报。
功能一：路由选择：选择最佳路径
功能二：流量控制
功能三：差错控制
功能四：拥塞控制
8）数据链路层
主要任务是把网络层传下来的数据报组装成帧。 为网络层提供服务
数据链路层/链路层的传输单位是帧。
功能一：成帧（定义帧的开始和结束）.......1000011101010101....
功能二：差错控制 帧错+位错
功能三：流量控制
功能四：访问（接入）控制 控制对信道的访问
9）物理层
主要任务是在物理媒体上实现比特流的透明传输。 最简单
物理层传输单位是比特。
透明传输：指不管所传数据是什么样的比特组合，都应当能够在链路上传送。
功能一：定义接口特性
功能二：定义传输模式 单工、半双工、双工
功能三：定义传输速率
功能四：比特同步
功能五：比特编码
OSI参考模型总结
六、TCP/IP模型 & 5层参考模型
1）OSI参考模型与TCP/IP参考模型
都可以实现异构网络互连 基于独立协议栈
2）五层参考模型****
综合了OSI和TCP/IP的优点
3）五层参考模型的数据封装与解封装
应用层 添加控制信息：报文
将报文切分成段：放到传输层进行传输+传输层的控制协议形成报文段
将报文段加上网络层的控制信息形成 数据报
在数据链路层 把数据报组成帧 在头部和尾部添加控制信息
物理层直接转成比特流，传输比特 放在链路上传输
**解封装过程 自下而上还原
***第一章知识总结***
