计算机网络-01-概述

前言

• 本教程是秋招面试复习用计算机网络知识点(意味着书上的“废话” 不会在本系列学习笔记中出现)
• 配套教材《计算机网络-自顶向下的方法》

1. 网络中的网络

• 网络把主机连接起来，而互连网（internet）是把多种不同的网络连接起来，因此互连网是网络的网络。而互联网（Internet）是全球范围的互连网。

2. ISP

• 互联网提供商ISP可以从互联网管理机构获取许多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。

• 目前互联网是一种多层次的ISP结构，ISP根据覆盖面积的大小分为
  • 第一层ISP
  • 区域ISP
  • 接入ISP
• 互联网交换节点IXP 允许两个ISP直接相连而不用经过第三个ISP

3. 主机之间的通信方式

• 客户端-服务器（C/S）:客户是服务的请求方，服务器是服务的提供方。

• 对等（P2P）:不区分客户和服务器。

4. 电路交换和分组交换

4.1 电路交换

• 电路交换用于电话通信系统，两个用户通信之前需要建立一条专用的物理链路，并且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%。

4.2 分组交换

• 每个分组都有首部和尾部，包含了源地址和目的地址等控制信息，在同一条传输线路上同时传输多个分组互相不回影响，因此在同一条传输线路上允许同时传输多个分组，也就是说分组交换不需要占用传输线路。
• 在一个邮局通信系统中，邮局收到一份邮件之后，先存储下来，然后把相同目的地的邮件一起转发到下一个目的地，这个过程就是存储转发过程，分组交换也使用了存储转发过程。

5. 时延

总时延 = 排队时延 + 处理时延 + 传输时延 + 传播时延

5.1 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。

5.2 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、进行差错检验或查找适当的路由等。

5.3 传输时延

其中 l 表示数据帧的长度，v 表示传输速率。

5.4 传播时延

其中 l 表示信道长度，v 表示电磁波在信道上的传播速度。

6. 计算机网络体系结构（重点）

6.1 五层协议（面试答这个）

• 应用层： 为了特定的应用程序提供数据传输服务（例如HTTP,DNS协议）。数据单位是报文

• 传输层： 为进程提供通用数据传输服务。用于应用层协议很多，定义通用传输协议就可以支持不断的增多应用层协议。运输层包括两种协议：

  • 传输控制协议TCP:提供面向链接，可靠的数据传输服务，数据单位是报文段。（TCPt提供完整性服务）
  • 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，数据单位是用户数据报。（UDP 主要提供及时性服务。）

• 网络层：为主机提供数据传输服务。而传输层协议是为主机中的进程提供数据传输服务。网络层把传输层传递下来的报文段或者用户数据报封装成分组。

• 数据链路层：网络层针对的还是主机之间的数据传输服务。而主机之间可以有很多链路，链路层协议就是为同一链路的主机提供数据传输服务。数据链路层把网络层传下来的分组封装成帧。

• 物理层：考虑的是怎么样在传输媒体或者介质上传输数据比特流，而不是具体的传输媒体。物理层的作用是尽可能屏蔽传输媒体和通信手段的差异，使得数据链路层感觉不到这些差异。

6.2 OSI

其中表示层和会话层用途如下：

• 表示层 ：数据压缩、加密以及数据描述，这使得应用程序不必关心在各台主机中数据内部格式不同的问题。

• 会话层 ：建立及管理会话。

五层协议没有表示层和会话层，而是将这些功能留给应用程序开发者处理。

6.3 TCP / IP

• 它只有四层，相当于五层协议中的数据链路层和物理层合并为接口层
• 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。

7. 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
• 在向上的过程中，需要不断拆开首部和尾部

需要注意的是：

• 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，因此也就不需要传输层和应用层。