文章目录

1. 计算机网络概述
2. 计算机网络体系结构
3. 可忽略

1. 计算机网络概述

1.1 计算机网络定义

计算机网络：指一个分散的、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，以实现资源共享和信息传递的系统。

通俗的讲，就是一些相互连接的、自治(即无主从关系)的计算机系统集合。

1. 概念
	1. 网络：许多计算机连在一起。     比如一个机房里通过局域网连接。
	2. 互联网（internet，第一个字母小写）：许多网络连在一起。     比如多个机房通过路由器连接。
	3. 因特网（Internet，第一个字母大写）：特指指全球最大的一个互联网。

2. 因特网的发展阶段
	1. 互联网发展 1983
	2. 三级结构的因特网 1985
		* 学校网/企业网-->地区网-->主干网
	3. 多层次ISP结构的因特网 1983 基于TCP/IP协议（IPV4没有考虑太多的安全因素）

多层次ISP结构的互联网，越靠近中心层，网速越快，一些电信设置的服务器一般在第二层，所以一些网站想要提高用户访问网站的速度，一般会在第二层的各个ISP处设置服务器，如果只设置一个，会降低访问速度。

1.2 计算机网络在信息时代的作用

* 作用：
	1. 连通性：按计算机间彼此连接，交换信息
	2. 共享：信息共享，软硬件共享

1.3 计算机网络的组成

1. 从组成部分来看，由如下组成：
	1. 硬件：指主机(也称端系统)、通信链路(双绞线、光纤等)、交换设备(路由器、交换机等)、通信处理机(网卡等)等
	2. 软件：比如QQ、电子邮件等
	3. 协议：计算机网络的核心，计算机间必须遵守协议才能通信顺利。

2. 从工作方式上看，由：
	1. 核心部分：由大量的网络和连接这些网络的路由器组成，是边缘部分内主机间通信的中介。
	2. 边缘部分：指供计算机连接的因特网，进行通信和资源共享的部分。

3. 从功能上看，也可以说从逻辑上，由：
	1. 通信子网（主机间的东西）：供计算机间进行通信。		表现为OSI模型的上三层。
	2. 资源子网（主机内的东西）：供计算机使用其他计算机的资源。比如：百度云。    表现为OSI模型的下三层。
		* 资源子网包括：
			1. 软件资源
			2. 硬件资源
			3. 数据

注意：计算机网络资源包括软件资源、硬件资源和数据。

1.4 计算机网络的功能

注意：其中最重要，最基本的是数据通信。

1.5 计算机网络的分类

1.6 两种传输技术

注意：

广播式网络不需要网络层，只需要下2层：物理层、数据链路层。而数据链路层想使用物理层必须通过服务访问点实现。

局域网使用广播技术，而广域网使用P2P方式。

1.7 三种交换技术

1.7.1 电路交换方式

电路交换：
1. 建立连接：两台设备通讯前，需要通过交换机选择连接路径
2. 数据传输：传输数据，该连接的端口和线路被占用，其他的设备不能使用
3. 断开连接：释放资源
电路交换机适合于：
1. 数据量很大的实时性传输（比如语音视频、电话）
2. 核心路由器之间可以使用电路交换
特点：
1. 缺点：需要建立连接，连接后才能通讯。即端口是专用的，会被占用。
2. 优点：能够进行实时性传输，时延少。

1.7.2 报文交换(存储-转发)

报文交换(存储-转发)：
1. 封装数据：用户数据不分组，直接加上源地址，目的地址、校验码等辅助信息后封装成报文。
2. 存储：将报文传送到相邻结点，该结点接受整个报文后才能进行转发操作
3. 转发：将接受到的完整报文根据转发表，发送给下一个结点
特点：
1. 优点：可以实现不同链路之间不同数据率的转换；可以实现格式转换；实现差错控制。
2. 缺点：传输文件大；延迟很大；增加了缓冲时延。

1.7.3 分组交换

分组交换：分组交换会将要传送的数据分成诺干组，每一组用首部来标识目的地，每一组独立传输，走的路径可能不一样（一般是走两个通讯点间的最短路径）
特点：
1. 不需要建立连接，即不会存在端口占用的情况
2. 多台设备进行通讯时，如果同时需要用公共网络中的某一段连接，会进行排队，依次通过。
3. 中间的绿色路由器能够存储和转发数据。因为要进行排列等待，会暂时存储数据。
- 优点：高效、灵活、迅速、可靠
- 缺点：有时延，有时间开销

1.7.3.1 数据报方式

（1）采用数据报方式通信流程：

（2）特点：

1.7.3.2 虚电路方式

（1）采用虚电路方式通信流程：

（2）特点：

1.7.3.3 数据报方式 vs 虚电路方式

1.7.4 三种交换方式的比较

1.8 计算机网络的主要性能指标

速率：数字信道上每秒传输的数据位数。单位b/s、kb/s、Mb/s、Gb/s。不是B/s, B是字节，b才是位，1Byte = 8 bit。
- 数字信道：同一台计算机通过一个网卡看电视和听音乐，是两个信道。
带宽：数字信道上能传输的最高速率。
吞吐量：单位时间内通过某个网络的数据量。单位b/s…比如一台电脑通过一个网卡看电视和听歌，该网卡的吞吐量是两个信道的速率之和。
时延：发送时延、传播时延、排队时延、处理时延
时延带宽积：= 传播时延 * 带宽
往返时间：从发送方发送，到发送方收到接收方确认
利用率：
1. 信道利用率 = 有数据通过时间/（有数据通过时间 + 无数据通过时间）
2. 网络利用率：信道利用率加权平均值

注意：由上图可知：并不是利用率越高越好。

1.9 小结

2. 计算机网络体系结构

2.1 计算机网络协议、接口、服务的概念

注意：

协议是水平的，服务是垂直的。

上下层间的接口又叫服务服务访问点SAP, 即接口是使用服务的入口地址。

每一层既可以使用下一层的服务，又要向上一层提供本层的服务。

2.2 服务的分类

在计算机网络中的服务可以分为三类：

2.2.1 面向连接和无连接服务

2.2.2 可靠服务和不可靠服务

2.2.3 有应答服务和无应答服务

2.3 OSI参考模型

注意：下3层是点到点通信，而上4层是端到端通信。故自下而上中传输层是第一个提供端到端服务的层次。

分层的好处：各层独立，耦合度降低，更加灵活；能促进标准化工作。
层数多少要适当。

2.3.1 应用层

2.3.2 表示层

2.3.3 会话层

2.3.4 传输层

注意：

端到端的管理都是传输层负责的，比如建立、维护、拆除端到端的连接。
注意与会话层区别，会话层是建立、维护、拆除会话。

2.5.5 网络层

注意：拥塞控制是从整个网络的角度去考虑，去解决网络拥塞。故其是网络层特有的。

2.5.6 数据链路层

2.5.7 物理层

2.4 OSI模型 vs TCP/IP模型

注意：无论是OSI还是TCP/IP，其在传输过程中，路由器都只涉及下三层，因此从下到上第一个提供端服务的是传输层。

2.4.1 相同点

* 相同点
	1. 都分层
	2. 都是基于独立的协议栈的概念(即每层都有自己独立的协议，不会与上下层耦合)
	3. 都可以实现异构网络互联。(即使得不同厂家生产的计算机能够通信)

2.4.2 不同点

注意：TCP/IP是先有实际后有理论，是实际执行的标标准。而OSI是先有理论，再有实际。

2.5 五层参考模型(OSI与TCP/IP的折中)

注意：

物理层的接口是网卡的接口

数据链路层的接口是MAC地址(网卡地址)

网络层的接口是IP地址(网络地址)

传输层的接口是端口号

应用层的接口是用户界面

五层协议对应的数据单元：

注意：

图中，自上而下，除了应用层和物理层，都在PDU上加上信息，图中是加入的主要信息，事实上还有控制信息。

数据在传输层称为报文段(TCP)或用户数据报(UDP), 网络层称为分组或数据报, 数据链路层陈为帧, 物理层称为比特。

计算机间通信过程：

3. 可忽略

（1）网络排错：

从底层到高层依次排除。网线插没插、ip地址连接对不对、软件有没有恶意插件等等

（2）网络安全和OSI参考模型

	1. 物理层安全   
	2. 数据链路层安全         ADSL拨号上网  AP网卡上网
	3. 网络安全层			 哪些互联网能够访问，哪些不能
	4. 应用层安全             sql注入漏斗	上传漏洞

（3）作业：

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计算机网络—笔记1：计算机概述