1. 基础知识

1.1 概念

1. 计算机网络是什么

   • 计算机网络：互连的、自治的计算机集合

2. 计算机网络的功能

   • 数据通信
   • 资源共享（软硬件、数据）
   • 分布式处理
   • 提高可靠性
   • 负载均衡

3. 组成

   • 组成部分：硬件、软件、协议
   • 工作方式：边缘部分（用户使用）、核心部分
   • 功能组成：通信子网、资源子网

4. 分类

   • 分布范围：广域网(WAN)、城域网(MAN)、局域网(WAN)、个人局域网(PAN)
   • 使用者：公用网、专用网
   • 交换技术：电路交换、报文交换、分组交换
   • 拓扑结构：总线型、星型、环型、网状型(广域网)
   • 传输技术：：广播式网络、点对点网络

1.2 标准化

1. 标准分类：

   • 法定标准：OSI
   • 事实标准：TCP/IP

2. 因特网标准形式：RFC

   • 全称：Requests for Comments
   • 流程：因特网草案 -> 建议标准 -> 草案标准(已取消) -> 因特网标准

3. 主要组织

   • 国际标准化组织ISO：OSI参考模型、HDLC协议
   • 国际电信联盟ITU：通信规则
   • 国际电气电子工程师协会：学术机构、IEEE802系列标准、5G
   • Internet工程任务组IETF：因特网相关标准制定　RFC xxxx

1.3　性能指标

1. 速率

   • 数据率、数据传输率、比特率
   • 单位：b/s、kb/s、Mb/s、Gb/s
   • 进制：1000

2. 带宽

   • 网络设备支持的最高速率

3. 吞吐量

   • 单位时间通过网络的数据量
   • 单位 b/s、kb/s…
   • 受网络带宽限制

4. 时延

   • 数据从网络的一端传送到另一端所需时间，单位 s
   • 发送时延：数据长度/信道带宽
   • 传播时延：信道长度/电磁波传播速度
   • 排队时延
   • 处理时延

5. 时延带宽积

   • 定义：传播时延 x 带宽
   • 单位 bit
   • 某段链路现在有多少比特

6. 往返时延 RTT

   • 发送方发送数据到发送方接收到确认总时延
   • 包括 往返传播时延 + 末端处理时延
   • RTT 越大，确认收到前可发送的数据越多

7. 利用率

   • 信道利用率：有数据通过时间/数据通过总时间
   • 网络利用率：信道利用率加权平均值

2. 分层

2.1 概述

1. 为什么分层
2. 分层结构
   • 实体：第n层中的活动元素称为n层实体，同一层实体叫对等实体
   • 协议：为对等实体数据交换建立的规则、标准或约定
     • 语法：规定数据传输的格式
     • 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

2.2 OSI 参考模型

1. 背景

   • 目的：支持异构网络系统的互联互通
   • 国际化标准组织(ISO)1984年提出
   • 未能在市场上得到应用

2. 七层结构
   

3. 具体功能
   先看两张图：
   
   

   • 应用层
   • 表示层
     • 数据格式变换
     • 数据加密解密
     • 数据压缩恢复
   • 会话层：建立同步(SYN)
     • 建立、管理、终止会话
     • 使用校验点可使会话在通信失效时从校验点/同步点继续恢复通信，实现数据同步
   • 传输层：进程通信（端到端）
     • 可靠传输、不可靠传输
     • 差错控制
     • 流量控制
     • 复用分用
   • 网络层
     • 路由选择
     • 流量控制
     • 差错控制
     • 拥塞控制
   • 数据链路层
     • 成帧（定义帧的开始和结束）
     • 差错控制（帧错+位错）
     • 流量控制
     • 访问控制
   • 物理层：物理媒体上实现比特流的透明传输，传输单位是比特
     • 定义接口特性
     • 定义传输模式：单工、半双工、双工
     • 定义传输速率
     • 比特同步
     • 比特编码

2.3 TCP/IP 模型与5层参考模型

1. 几种模型

   

2. 不同点

   	OSI参考模型	TCP/IP模型
   网络层	无连接+面向连接	无连接
   传输层	面向连接	无连接+面向连接