计算机网络知识点总结

1，因特网概述:

　　因特网制定组织为(因特网协会(Internet Society，ISOC)；协议开发技术组织) 因特网是许多计算机物理设备连接在一起，通过软件完成网络信息的交互，而因特网把许多网络连接在一起实现信息交互。

1.1，标准组织:

  • 所有因特网标准都是以RFC(Request ForComments)的形式在因特网上发表的。
    • 制定阶段包括：
      • 因特网草案
      • 建议标准（RFC)
      • 草案标准(RFC)
      • 因特网标准(RFC)

1.2，因特网的边缘部分:

　　边缘是指因特网上的所有主机，计算器之间的通信是指“主机A的某个进程与主机B上的另一个进程进行通信”。
　　通信方式:
　　　　客户-服务器方式（CS）
　　　　对等方式(P2P)
　　　　　　客户-服务器模式（CS通信模式）
　　　　　　客户和服务器是服务和被服务的关系，客户是服务器请求方，服务器是服务提供方。

　　　　　　对等连接方式（P2P 通信模式）
　　　　　　两个主机都进行了对等连接软件（p2p软件），他们就可以进行平等，对等连接通信。

2，互联网核心部分:

1)互联网的核心部分是由网络和连接网络的路由器组成。
　　核心部分主要为边缘部分提供联通服务。就是将两个通信的主机联通，使主机之间可以相互的通信。
　　路由器：（一种特殊计算机，并不是主机）核心部分中的主要组成。路由器将一个个的网络进行连接，使网络与网络之间相互连通。而实现联通的功能就是实现分组交换，就是路由器将收到的分组再进行转发，就相当于一个转发消息的中继站。
2)网络三种交换方式:
　　首先说在信发展过程中的三种交换方式：
　　电路交换：
　　　　固定电话之间的通信方式就是电路交换，两台电话机之间通过一根电话线进行通话。 电话之间是同过交换机将许多的电话连接起来，从而可以使其两两之间可以相互的通话。而交换机就是起着交换的作用。当许多交换机连接起来就构成了一个巨大的电话网络。
　　　　交换：（将物理链路虚拟化）按照某种方式动态的分配传输线路的资源。
　　　　例如:当电话铃声响起，接通后通信双方之间就建立起了一条用于通信的物理通路。这条通路就是通信两端所占用的通信资源，而这份通信资源在双方结束通话前，是不能被其他的用户所占用的，具有独占性，只有在通信完毕后交换机才会释放这份通信资源。
　　优点:
　　　　【1】电路交换是面向连接的，安全性好，可靠性高
　　　　【2】通话的时间内，通话的两个用户始终占用着端对端的资源。
　　　　【3】电路交换的个步骤：建立连接（占用通信资源）— 通话（始终占用通信资源） —释放连接（释放通信资源）
　　缺点：线路的传输效率低，对于计算机的是数据交换来说，计算机机数据的传输是突发性的，在被用户占用的通信资源在大部分的时间里都是空闲着的，因此浪费了大量的通信资源。
　　分组交换
　　　　分组交换采用存储转发的技术，路由器使用分组交换的技术
　　　　报文：我们要发送的整块数据称为一个报文
　　　　分组：在发送前将较长的报文划分为较小的数据段，每个大小为的1024bit,每个数据段前加一个保存控制信息的首部就构成了一个分组。每个分组又称为包，而首部又称为包头，是互联网中传输的是数据单元。
　　　　首部：其中包含了目的地址源地址等重要信息，因此，分组才能在网络中选择正确的路径。
　　　　路由器每收到一个分组，先将其存储下来，再根据分组的首部，检查转发表，将其转发到另一个路由器。经过不断的转发最终将分组转发到目的地址。路由器之间必须不交换彼此掌握的路由信息，来创建和动态维护路由器中的转发表，使得转发表的信息能够不断更新。
　　　　短分组存储在路由器的内存中，提高了转发的速率。
　　　　分组转发的过程中，转发时之占用到下一个路由器之间的来链路，动态的占用一段一段的链路，并不会占用整个端对端的通信线路，对于突发性的计算机数据传输来说，提高通信资源的利用率。
　　优点：
　　　　【1】高效：在分组的传输过程中是动态的分配传输带宽的，对通信链路是逐段占用的
　　　　【2】灵活：为每一个分组独立选则最合适的转发路由
　　　　【3】可靠：保证可靠性的网络协议，分布式的多路由交换的分组交换网，使网络有很好的生存性
　　缺点：
　　　　【1】时延：分组转发时需要排队会造成一定的时延。
　　　　【2】分组携带的（首部）控制信息也带来了一定的额外开销
　　　　【3】整个分组交换网需要专门的管理和控制机制
　　报文交换
　　　　在古代的邮政通信，也属于存储转发的技术，在近代的电报通信采用了基于存储转发的报文交换。
　　　　报文交换的本质与分组交换类似，都是进行断续的转发，先将数据转发到某一节点，再将数据转发到下一节点，直至到达目的地址。
　　　　与分组交换的最大区别就是，在传输时并不将报文分成小的分组，而是对于整个报文进行转发。
　　三种交换的主要特点：
　　　　电路交换：整个报文从源点到达终点，不中断，像在一条管道中传输
　　　　分组交换：将报文分成多个分组，再将单个分组传送到相邻的节点，存储下来，再根据转发表进行转发到笑一个节点
　　　　报文交换：整个报文传输到相邻节点，存储下来，再根据转发表，转发到下一个节点

2.1，计算机网络的分类：

　　计算机网络的分类有很多种。按照介质分：有线网络和无线网络。按照地理范围和用户多少来分：个域网，局域网，城域网，广域网。此外还有广播网络和点对点网络等等。
　　个域网（PAN）:允许设备围绕一个人的通信。 比如说我的电脑，通过蓝牙和手机，耳机，手环等等相连，这就是个域网。如下图所示，往往有一个设备作为主设备，其他从设备可以与主设备通信，也可以互相通信。

　　局域网（LAN）:局域网覆盖范围通常是一个屋子，一栋楼等等，这个大家比较熟悉，可以细分为有限局域网和无线局域网等。

　　城域网（MAN），覆盖范围往往是一个城市。比较典型的是有线电视网。城域网通过接入点拉光纤等进入小区，在小区可以使用同轴电缆进入千家万户。

　　广域网（WAN）。它的覆盖范围很大，往往由核心城市组成一个大的网络，如下图所示。小的城市和大的城市相连，大的城市互相相连形成网络。覆盖中国的卫星网络就是一个广域网。

2.2，计算机网络性能指标:

  • 速率： 就是我们常说的网速，是指单位时间（秒）传输信息（比特）量，常用单位有：b/s（或bps）、kb/s、Mb/s、Gb/s （k=103、M=106、G=10^9）
  • 宽带: 计算机网络中的带宽指的是，单位时间内从网络中某一点到另一点所能通过的“最高数据率”
  • 吞吐量: 吞吐量表示在单位时间内通过某个网络或接口的数据量，包含全部上传和下载的流量。
  • 时延: 时延（delay或latency）是指数据（一个数据包或bit）从网络的一端传送到另一端所需要的时间。时延是一个很重要的性能指标，有时候也称为延迟或迟延。
  • 发送时延: 是主机或路由器发送数据帧所需要的时间，也就是从发送数据帧的第一个比特算起，到该帧的最后一个比特发送完毕所需的时间。
  • 传播时延：电磁波在信道中需要传播一定的距离需要花费的时间。
  • 处理时延：主机或路由器在收到分组时要花费一定的时间进行处理。（交换结点为存储转发而进行一些必要的处理所花费的时间。）
  • 排队时延: 结点缓存队列中分组排队所经历的时延。
  • 总时延: 时延 = 发送时延 + 传播时延 +  处理时延
  • 时延带宽积：即传播时延和带宽的乘积（时延带宽积 = 传播时延 × 带宽）
  • 往返时间RTT: 表示从发送方发送数据开始，到发送方收到来自接收方的确认，总共经历的时间。
  • 利用率：分为信道利用率和网络利用率。
    • 信道利用率——某信道有百分之几的时间是被利用的（有数据通过）。（~ 过高会产生很大的时延）
    • 网络利用率——全网络的信道利用率的加权平均值。

2.3，计算器网络协议，接口，服务:

  1. 协议
    　　网络协议是为网络数据交换而制定的规则、约定与标准。
    　　网络协议的三要素：语义、语法、时序
    　　语义：用于解释比特流的每一部分的意义
    　　语法：语法是用户数据与控制信息的结构与格式，以及数据出现的顺序的意义
    　　时序：事件实现顺序的详细说明
  2. 接口（服务访问点）
    　　接口是同一节点内相邻层之间交换的连接点
    　　同一个结点的相邻层之间存在着相同规定的接口，底层向高层通过接口提供服务
    　　只要接口条件不变，底层功能不变，底层功能的具体实现方法与技术的变化不会影响整个系统的工作
  3. 服务
    　　为保证上层对等提之间能相互通信。下层向上层提供的功能。

2.4，计算器网络体系结构:

  1. OSI的七层协议主要：
    　　包括物理层（physical layer）、数据链路层（data link layer）、网络层（network layer）、运输层（transport layer）、会话层（session layer）、表示层（presentation layer）、应用层（application layer）。
  2. TCP/IP四层协议模型：
    　　TCP/IP是一个四层的体系结构，他包括（从下到上顺序）：网络接口层、网际层（用网际层这个名字是强调这一层是为了解决不同的网络的互联问题）、运输层、应用层。不过从实质上讲，TCP/IP只有最上面的三层，因为最下面的网络接口层并没有具体内容。　
  3. 五层协议体系结构：
    　　五层体系的协议结构是综合了OSI和TCP/IP的优点的一种协议，包括（从下到上）：物理层、数据链路层、网络层、运输层、应用层。（最底下两层可以称为网络接口层）

    OSI由于体系比较复杂，而且设计先于实现，有许多设计过于思想，不太方便计算机软件实现，因而完全实现OSI参考模型的系统不多，应用的范围有限。而TCP/IP协议最早在计算机系统中实现，在Linux、Windows平台中都有稳定的实现，并且提供了简单方便的编程接口（API），可以在其上开发出丰富的应用程序，因此得到了广泛的应用。TCP/IP协议已成为目前互联网事实上的国际标准和工业标准。

2.5，每层协议的样子:

　　物理层：RJ45、CLOCK、IEEE802.3（中继器、集线器）
　　数据链路层：PPP、FR、HDLC、VLAN、MAC（网桥、交换机）
　　网络层：IP、ICMP、ARP、RARP、OSPF、IPX、RIP、IGRP（交换机）
　　传输层：TCP、UDP、SPX
　　会话层：NFS、SQL、NETBIOS、RPC
　　表示层：JPEG、MPEG、ASII
　　应用层：FTP、DNS、Telnet、SMTP、HTTP、WWW、NFS

2.6，每一层的作用如下：

  1. 物理层
    　　主要定义物理设备标准，例如网线的接口类型、光线的接口类型、各种传输介质的传输速率等。他的主要作用是传入比特流（就是由1、0转化为电流强弱来进行传输，到达目的地后再转化为1、0，也就是我们通常所说的数模转换与模数转换）。这一层的数据叫做比特流。。
  2. 数据链路层
    定义了如何让数据格式化进行传输，以及如何让控制对物理介质的访问。这一层通常还提供了错误检测和纠正，以保证数据的可靠传输。
  3. 网络层
    　　在位于不同地理位置的网络中的两个主机之间提供连接和路径选择。Internet的发展使得从世界各站点访问信息的用户数大大增加，而网络层正是管理这种连接的层。
  4. 运输层
    　　定义了一些传输数据的协议和端口号（WWW端口80等），如：TCP（传输控制协议TCP，传输效率低，可靠性强，用于传输可靠性要求高，数据量大的数据）和UDP（用户数据报协议UDP，与TCP特性恰恰相反，用于传输可靠性要求不高、数据量小的数据，如QQ聊天数据就是通过这种方式传输的）。主要是将从下层的接收的数据进行分段和传输，到达目的地后再进行传输。常常把这一层数据叫做段。
  5. 会话层
    　　通过运输层（端口号：传输端口与接收端口）建立数据传输的通路。主要在你的系统之间发起会话或者就受会话请求（设备之间需要相互认识可以是IP地址也可以是MAC地址或者主机名）。
  6. 表示层
    　　可以确保一个系统的应用层所发送的信息可以被另一个系统的应用层读取。例如，PC程序与另一台程序计算机进行通信，其中一台计算机使用扩展二一十进制交换码（EBCDIC），而另一台则使用美国信息交换标准码（ASCII）来表示相同的字符。如有必要，表示层会通过使用一种通用格式来实现多种数据格式之间的转换。
  7. 应用层
    　　是最靠近用户的OSI层。这一层为用户的应用程序（如：电子邮件、文件传输和仿真终端）提供网络服务
posted @ 2020-08-06 10:46  姜煜  阅读(559)  评论(0)  编辑  收藏  举报