计算机网络 -第一章 概述
计算机网络学习笔记
第一章 概述
1.网络的网络
网络把主机连接起来，而互联网是把多种不同的网络连接起来，因此互联网是网络的网络。
2.ISP
互联网服务提供商 ISP 可以从互联网管理机构获得许多 IP 地址，同时拥有通信线路以及路由器等联网设 备，个人或机构向 ISP 缴纳一定的费用就可以接入互联网。
目前的互联网是一种多层次 ISP 结构，ISP 根据覆盖面积的大小分为主干 ISP、地区 ISP 和本地 ISP。 互联网交换点 IXP 允许两个 ISP 直接相连而不用经过第三个 ISP。
3.互联网的组成
- 边缘部分：所有连接在互联网上的主机，用户可以直接使用；
- 核心部分：由大量的网络和连接这些网络的路由器组成，为边缘部分的主机提供服务。
4.主机之间的通信方式
- 客户 - 服务器（C/S）
客户即是服务请求方，服务器是服务提供方。
- 对等（P2P）
不区分客户和服务器。
5.电路交换与分组交换
1.电路交换
电路交换用于电话通信系统，两个用户要通信之前需要建立一条专用的物理链路，并且在整个通信过程 中始终占用该链路。由于通信的过程中不可能一直在使用传输线路，因此电路交换对线路的利用率很 低，往往不到 10%。
2.报文交换
报文交换用于邮局通信系统，邮局接收到一份报文之后，先存储下来，然后把相同目的地的报文一起转 发到下一个目的地，这个过程就是存储转发过程。
3.分组交换
分组交换也使用了存储转发，但是转发的是分组而不是报文。把整块数据称为一个报文，由于一个报文 可能很长，需要先进行切分，来满足分组能处理的大小。在每个切分的数据前面加上首部之后就成为了 分组，首部包含了目的地址和源地址等控制信息。 存储转发允许在一条传输线路上传送多个主机的分组，因此不需要占用端到端的线路资源。 相比于报文交换，由于分组比报文更小，存储转发的速度也就更快。
6.时延
总时延 = 发送时延 + 传播时延 + 处理时延 + 排队时延
1.发送时延
主机或路由器发送数据帧所需要的时间。
2.传播时延
电磁波在信道中传播一定的距离需要花费的时间，电磁波传播速度接近光速。
其中 l 表示信道长度，v 表示电磁波在信道上的传播速率。
3.处理时延
主机或路由器收到分组时进行处理所需要的时间，例如分析首部，从分组中提取数据部分等。
4.排队时延
分组在路由器的输入队列和输出队列中排队等待的时间，取决于网络当前的通信量。
7.计算机网络体系结构
1.七层协议
其中表示层和会话层用途如下：
- 表示层：信息的语法语义以及它们的关联，如加密解密、转换翻译、压缩解压缩；
- 会话层：不同机器上的用户之间建立及管理会话。
2.五层协议
- 应用层：为特定应用程序提供数据传输服务，例如 HTTP、DNS 等。数据单位为报文。
- 运输层：提供的是进程间的通用数据传输服务。由于应用层协议很多，定义通用的运输层协议就可 以支持不断增多的应用层协议。运输层包括两种协议：传输控制协议 TCP，提供面向连接、可靠的 数据传输服务，数据单位为报文段；用户数据报协议 UDP，提供无连接、尽最大努力的数据传输 服务，数据单位为用户数据报。
- 网络层：为主机之间提供服务，而不是像运输层协议那样是为主机中的进程提供服务。网络层把运 输层产生的报文段或者用户数据报封装成分组来进行传输。
- 数据链路层：网络层针对的还是主机之间，而主机之间可以有很多链路，链路层协议就是为相邻结 点之间提供服务。数据链路层把网络层传来的分组封装成帧。
- 物理层：考虑的是怎样在传输媒体上传输数据比特流，而不是指具体的传输媒体。物理层的作用是 尽可能屏蔽传输媒体和通信手段的差异，使物理层上的数据链路层感觉不到这些差异。
3.数据在各层之间的传递过程
在向下的过程中，需要添加下层协议所需要的首部或者尾部，而在向上的过程中不断拆开首部和尾部。 路由器只有下面三层协议，因为路由器位于网络核心中，不需要为进程或者应用程序提供服务，因此也 就不需要运输层和应用层。
4.TCP/IP 体系结构
它只有四层，相当于五层协议中数据链路层和物理层合并为网络接口层。
现在的 TCP/IP 体系结构不严格遵循 OSI 分层概念，应用层可能会直接使用 IP 层或者网络接口层。
TCP/IP 协议族是一种沙漏形状，中间小两边大，IP 协议在其中占用举足轻重的地位。
