网工_第1章计算机网络基础笔记

本章了解就可以，注意下TCP/IP各个层次的作用、各个层次传输单元、各个层次的协议有什么，有个整体框架就可以。

刚刚考完软考网工，知识点还没有遗忘，我会坚持日更一章，直到完成我草稿箱里关于软考网工的所有笔记

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1.1计算机网络发展与分类

1.1.1网络、互联网（互连网）、因特网

• 网络（Network）是由若干结点（Node）和连接这些结点的链路(Link)组成。
• 多个网络还可以通过路由器互连起来，这样就构成了一个覆盖范围更大的网络，即互连网（互联网），“网络的网络”
• 因特网（Internet）是世界上最大的互连网（用户数以亿计，互联的网路数数以百万计）

internet(互连网/互联网)是一个通用名词，它泛指由多个计算机网络互连而成的网络，在这些网络之间的通信协议可以是任意的。

Internet(因特网)则是一个专用名词，它指当前全球最大的，开放的，由众多网络互相连接而成的特定的计算机网络，它采用TCP/IP协议族作为通信的规则，其前身是美国的ARPANRT

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1.1.2计算机网络的定义

计算机网络的精确定义并未统一

• 计算机技术（IT）与通信技术（ICT）的结合
• 计算机网络是一些互相连接的，自治的计算机的集合
• • 互连：计算机之间可以通过有线或者无线的方式进行数据通信；
• • 自治：是指独立的计算机，它有自己的硬件和软件，可以单独运行和使用；
• • 集合：是指至少需要两台计算机。

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1.1.3计算机网络的发展

不需要进行记忆背诵、当作背景知识了解即可

• 阶段一：早期网络
• • 1951年 SAGE美国空军半自动化地面防空系统
• • 1960年 SABRE-I飞机订票系统
• • 1968年 通用电气信息服务系统
• • 1969年 美国国防部ARPAnet
• 阶段二：厂商独立发展阶段
• • 1974年 IBM提出系统网络体系结构（SNA）
• • 1975年 DEC发布自己的数字网络体系结构（DNA）
• • 1976年 UNIVAC宣布了该公司分布式通信体系结构
• 阶段三：标准化阶段
• • 1977年 ISO制定OSI/RM参考模型
• • 1984年 TCP/IP正式标准 1985年商用

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1.1.4 计算机网络的分类

• 按交换技术分类：电路交换网络、报文交换网络、分组交换网络
• 按使用者分类：公用网、专用网
• 按传输介质分类：有线网络（双绞线网络、同轴电缆网络、光纤网络）、无线网络
• 按覆盖范围分类：广域网WAN、城域网MAN、局域网LAN、个域网PAN
• 按照拓扑结构分类：总线型网络、星型网络、环型网络、网状型网络
• 通信子网、资源子网
• 按采用协议分类：IP网、IPX网等
• 按照用途分类：教育网络、科研网络、企业网络

“型”和“形”的区别主要体现在以下方面：

• 形”字在汉字形成最初采用的是画的方法，表示样子、状况，侧重于个体事物区别于其他事物的不同特征，如“形状”、“形态”等，多用来描述物体的形状或形态。
• “型”字下面为“土”，指的是泥做的模子，表示铸造器物的模子、式样，侧重于同类事物中共同具有的特征，是人们对个体事物特征的一种归类，如“类型”、“模型”等，多用来描述事物的类型或模型。

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1.2 计算机网络性能指标

性能指标可以从不同的方面来度量计算机网络的性能

• 速率：连接在计算机网络上的主机在数字信道上传送比特的速率，也称为比特率或数据率。
• 带宽：用来表示网络中的通信线路所能传送数据的能力，因此网络带宽表示在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。
• 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。
• 时延：时延（delay或latency）是指数据（报文、分组、比特）从网络（或链路）的一端传送到另一端所需的时间。
• 时延带宽积：传播时延*带宽
• 往返时间RTT:双向交互一次所需的时间
• 利用率：
• • 信道利用率：用来表示某信道有百分之几的时间是被利用的（有数据通过）
• • 网络利用率：全网络的信道利用的加权平均
• 丢包率：即分组丢失率，是指在一定时间范围内，传输过程中丢失的分组数量与总分组数量的比率。

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1.3 计算机网络体系结构*

此处可以停下来思考，为什么要进行分层，分层有什么好处

1.3.1计算机网络体系结构专用术语

• 实体：任何可发送或接受信息的硬件或软件进程

• • 对等实体：收发双方相同层次中的实体

• 协议：控制两个对等实体进行逻辑通信的规则的集合

• • 语法：定义所交换信息的格式
• • 语义：定义收发双方所要完成的操作
• • 同步：定义收发双发（通信双方）的时序关系

• 服务：在协议的控制下，两个对等实体间的逻辑通信使得本层能够向上一层提供服务。

要实现本层的协议，还需要下一层所提供的服务。
协议是水平的，服务是垂直的
实体看得见相邻下层所提供的服务，但不知道实现该服务的具体协议。也就是说，下面的协议对上面的实体是“透明”的

• • 服务访问点：在同一系统中相邻两层的实体交换的逻辑接口，用于区分不同的服务类型。

• 数据链路层的服务访问点是为帧的“类型”字段
• 网络层的服务访问点是IP数据报首部中的“协议字段”
• 运输层的服务访问点为“端口号”

• • 服务原语：上层使用下层所提供的服务必须通过与下层交换一些命令，这些命令被称为服务原语。
• • 协议数据单元PDU：对等层次之间传送的数据包称为该层的协议数据单元。
• • 服务数据单元SDU：同一系统内，层与层之间交换的数据包称为服务数据单元。

多个SDU可以合成一个PDU，一个SDU也可以划分为几个PDU

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1.3.2 OSI体系结构

法律上的国际标准

OSI标准失败的原因：模型复杂、TCP/IP兴起、缺乏市场推动、成本问题、时间延误

• 应用层：各种应用程序、协议
• 表示层：数据和信息的语法转换内码，数据的压缩解压、加密解密
• 会话层：为通信双方指定通信方式、并创建、注销会话
• 传输层：提供可靠或者不可靠的端到端传输
• 网络层：逻辑寻址；路由选择
• 数据链路层：将分组封装成帧；提供结点到结点的传输；差错控制
• 物理层：在媒介上传输比特流；提供机械和电气规约

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1.3.3 TCP/IP体系结构

事实上的国际标准

• 应用层：对用OSI参考模型的高层，为用户提供所需要的各种服务器
• 传输层：为应用层实体提供端到端的通信功能
• 网络层：定义逻辑地址，路由选择（路由和寻址）
• 数据链路层：将分组数据封装成帧，提供节点到结点的传输
• 物理层：在媒介上传输比特流，提供机械和电气规约

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(1)TCP/IP参考模型对应协议

各个层次的协议后续将全部学习，做好心理准备

应用层协议：HTTP、FTP、TFTP、DHCP、NTP、POP3、IMAP4、Telnet、SNMP、SMTP、DNS、LDAP、SSH

传输层协议：TCP、UDP

网络层协议：ICMP、Routing Protocol(静态、RIP、OSPF)、IP

数据链路层协议：Ethernet、Frame-Rlay、PPP/PPPOE、HDLC

物理层协议：双绞线、光纤、跳线/尾纤、配线架/理线架

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(2)数据封装与解封过程分析

这里借用Summer老师的课件图片进行演示

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