计算机网络笔记

1、总体介绍

计算机网络是一个将分散的、具体独立功能的计算机系统，通过通信设备与线路连接起来，由功能完善的软件实现资源共享和信息传递的系统。简言之，计算机网络就是一些互连的、自治的计算机系统的集合。

2、总体框架

首先通过下面的思维导图了解计算机网络所包含的总体知识框架，后期将依据下图的知识框架，依次分享自己的学习笔记，同时也再一次强化自己所学到的知识。

3、第一章：计算机网络体系结构

通过下面的思维导图来依次分享「计算机网络体系结构」里面重要知识点的笔记。

4、第一节：计算机网络概述

1.  计算机网络的组成：

①从组成部分上看：一个完整的计算机网络主要由硬件、软件、协议三大部分组成。

②从功能组成上看：计算机网络由通信子网和资源子网组成。通信子网由各种传输介质、通信设备和相应的网络协议组成；资源子网是实现资源共享功能的设备及其软件的集合。

2.  计算机网络的功能：

①数据通信：用来实现联网计算机之间的各种信息的传输，并实现将分散在不同地理位置的计算机联系起来，进行统一的调配、控制和管理。

②资源管理：使计算机网络中的资源互通、分工协作，从而极大地提高硬件资源、软件资源和数据资源的利用率。

③分布式处理：当计算机网络中的某个计算机系统负荷过重时，可以将其处理的某个复杂任务分配给网络中的其他计算机系统，从而利用空闲计算机资源以提高整个系统的利用率。

④提高可靠性：计算机网络中的各台计算机可以通过网络互为替代机。

⑤负载均衡：将工作任务均衡地分配给计算机网络中的各台计算机。

3.交换技术：是指主机之间、通信设备之间或主机与通信设备之间为交换信息所采用的数据格式和交换装置的方式。按交换技术可将网络分为：

①电路交换网络：在源结点和目的结点之间建立一条专用的通路用于传送数据，包括建立连接、传输数据和断开连接三个阶段。

②报文交换网络：将用户数据加上源地址、目的地址、校验码等辅助信息，然后封装成报文。整个报文传送到相邻结点，全部储存后，再转发给下一个结点，重复这一过程直到到达目的结点。

③分组交换网络：也称包交换网络，是将数据分成较短的固定长度的数据块，在每个数据块中加上目的地址、原地址等辅助信息组成分组（包），以储存-转发方式传输。

2.  计算机网络的性能指标：

①带宽(Bandwide)：表示网络的通信线路所能传送数据的能力。

②时延(Delay)：指数据（一个分组或报文）从网络（或链路）的一端传送到另一端所需要的总的时间。它由四部分构成：发送时延、传播时延、处理时延和排队延时。

③往返时延(Round-Trip Time，RTT)：表示从发送端发送数据开始，到发送端收到来自接收端的确认，总共经历的时延。

④吞吐量(Throughput)：表示在单位时间内通过某个网络的数据量。吞吐量受网络的带宽或网络的额定速率限制。

⑤速率(Speed)：指连接在计算机网络上的主机在数字信道上传送数据的速率，也称为数据率或比特率。

5、第二节：计算机网络体系结构与参考模型

1.  网络协议(简称协议)：由语法、语义、同步三部分组成。语法规定了传输数据的格式；语义规定看所要完成的功能；同步规定了执行各种操作的条件、时序关系等。

2.  面向连接服务：通信前双方必须先建立连接，分配相应的资源，以保证通信能够正常进行，传输结束后释放连接和所占用的资源。

3.  无连接服务：通信前双方不需要先建立连接，需要发送数据时就直接发送，把每个带有目的地址的包传送到线路上，由系统选定路线进行传输，是一种不可靠的服务。

4.  可靠服务：指网络具有纠错、检错、应答机制，能保证数据正确、可靠地传送到目的地。

5.  不可靠服务：指网络只是尽量正确、可靠地传送，但不能保证数据正确、可靠地传送到目的地，是一种尽力而为的服务。

6.  开放系统互联参考(简称为OSI参考模型)，OSI有七层，自下而上依次如下：

①物理层(Physical Layer)：物理层的传输单位是比特，任务是透明的传输比特流，功能是在物理媒体上为数据端设备透明的传输原始比特流。

②数据链路层(Data Link Layer)：数据链路层的传输单位是帧，任务是将网络层传下来的IP数据报组装成帧。数据链路层的功能可以概括为：成帧、差错控制、流量控制和传输管理等。

③网络层(Network Layer)：网络层的传输单位是数据报，主要任务是把网络层的协议数据单元(分组)从源端传到目的端，为分组交换网上的不同主机提供通信服务。

④传输层(Transport Layer)：传输层也叫运输层，传输单位是报文段(TCP)或用户数据报(UDP)，传输层的任务是负责主机中两个进程之间的通信。功能是为端到端连接提供可靠的传输服务；为端到端连接提供流量控制、差错控制、服务质量、数据传输管理等服务。

⑤会话层(Session Layer)：会话层利用传输层提供的端到端的服务，向表示层提供它的增值服务。会话层负责管理主机间的会话进程、包括建立、管理以及终止进程间的会话。

⑥表示层(Presentation Layer)：表示层主要用于处理在两个通信系统中交换信息的表示方式，包括数据压缩、加密和解密。

⑦应用层(Application Layer)：应用层是用户与网络的界面，为特定类型的网络应用提供访问OSI环境的手段。

7.  TCP/IP模型从低到高依次分为以下四层：

①网络接口层：该层功能类似于OSI的物理层和数据链路层。网络接口层的责任是从主机或结点接收IP分组，并把它们发送到指定的物理网络上。

②网际层：该层和OSI网络层的功能相似。网际层定义了标准的分组格式和协议，即IP协议。

③传输层：该层功能和OSI中的传输层类似，是使发送端和目的端主机上的对等实体可以进行会话。

④应用层：该层与OSI中的应用层类似。包含所有的高层次协议。

通过简书将自己的学习笔记展现出来，也是对自己学习的一种记录。

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