计算机网络（第八版）期末复习（第一章概述）

本文主要是介绍计算机网络（第八版）期末复习（第一章概述），希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

此处重要知识点已加粗，可以快速的过一遍。

二十一世纪的重要特征是：数字化、网络化、信息化。
互联网、因特网（Internet）由数量极大的各种计算机网络互连起来的，具有两个重要基本特点：连通性、共享；指当前全球最大的、开放的、有众多网络相互连接而成的特定互联网，采用了TCP/IP协议族作为通信的规则。
计算机网络（简称网络）由若干节点个连接这些节点的链路组成（由许多计算机互相连接在一起）。
互联网（internet）：有多个网络通过一些路由器互相连接起来（形成的多个计算机网络），构成一个覆盖范围更大的计算机网络。
互联网的三个阶段
1. 第一阶段是从单个网络ARPANET互联网发展的过程。1969年美国国防部创建第一个分组交换网（只是单个的分组交换网并不是互连的网络）、1983年TCP/IP协议成为ARPANET上的标准协议。
2. 第二阶段的三个特点是建成了三级结构的互联网：NSFNET（国家科学基金网）提出的主干网、地区网、校园网（企业网）
3. 第三阶段的特点形成全球范围的多层次ISP结构的互联网，NSFNET被若干商用的互联网主干网替代，产生新名词：互联网服务提供者（ISP）如：中国联通...
互联网协会（ISOC）下面有个组织互联网体系结构委员会（IAB）负责互联网有关协议的开发,IAB下面又设有两个工程部：
1. 互联网工程部（IETF）：研究短期或中期的工程问题
2. 互联网研究部（IRTF）：研究长期考虑的问题，包括互联网的一些协议、应用、体系结构等
制定互联网正式标准经过下面三个阶段：
1. 互联网草案，有6个月有效期此时还不是RFC文档（互联网的标准都是以RFC文档在互联网上发表的，类似于开源项目，它可以从互联网上免费下载，还能通过邮件对某个RFC文档发表意见/建议）
2. 建议标准
3. 互联网标准
互联网的组成
1. 边缘部分（用户使用进行通信、资源共享）
2. 核心部分（为边缘部分提供服务的，连通性和交换）
互联网的边缘部分
1. 主机A和主机B进行通信 == 主机A的某个进程和主机B上的某个进程通信（计算机间的通信）
2. 端系统（互联网上的每台主机、手机、服务器...）的两种通信方法：
  1. 客户-服务器方式（C/S）：客户(client)和服务器(server)都是指通信中所涉及的两个应用进程。客户-服务器方式所描述的是进程之间服务和被服务的关系。(客户需要知道服务器地址web，服务器不用知道客户地址)
  2. 对等连接方式(P2P)：对等连接是指两个主机在通信时并不区分哪一个是服务请求方还是服务提供方。只要两个主机都运行了对等连接软件（P2P软件），它们就可以进行平等的、对等连接通信。（此时仍然使用客户-服务器方式只是每台主机即是客户又是服务器）
互联网的核心部分（服务器）
1. 电路交换：三个步骤的交换方式：
  1. 建立连接（占用通信资源）
  2. 通话（一直占用）
  3. 释放连接（归还）
  4. 是端到端的，常用来传大数据和实时性的数据
2. 分组交换（互联网采用的就是分组交换）
  1. 特点：采用存储转发技术、不用建立连接、
  2. 优点：高效（动态分配带宽、对通信链路逐段占用）、灵活（分组独立转发路由）、迅速（分组并且不用建立连接）、可靠（保证可靠性的网络协议）
3. 报文交换（用的很少了）
按照网络的作用范围进行分类
1. 广域网（WAN）：几十到几千公里，有时称为远程网。互联网的核心部分。
2. 城域网（MAN）：5~50公里（一个城市的距离）
3. 局域网（LAN）：局限较小的范围（1公里左右）
4. 个人局域网（PAN）：范围很小大约在10m左右，无线个人局域网WPAN
单位转换：
计算机网络的性能指标
1. 速率
2. 宽带，网络宽带表示单位时间内网络中的某信道所能通过的最高数据率。单位就是数据率的单位 bit/s 比特每秒
3. 吞吐量：单位时间内通过某个网络的实际数据量（所有加起来）
4. 时延（延迟）：一端传送到另一端所需的时间
  1. 发送时延 = 数据帧长度（bit）/ 发送速率（bit/s）
  2. 传播时延 = 信道长度（m）/ 电磁波在信道上的传播速率（m/s）。电磁波传播速率：自由空间的传播速率是光速 = 3.0 ⅹ 105 km/s、在铜线、电缆中的传播速率约 = 2.3 ⅹ 105 km/s、在光纤中的传播速率约 = 2.0 ⅹ 105 km/s
  3. 处理时延
  4. 排队时延
  5. 总时延 = 发送时延 + 传播时延 + 处理时延 + 排队时延
  6. 例题：
5. 时延带宽积 = 传播时延 * 带宽
6. 往返时间RTT：表示从发送方发送完数据，到发送方收到来自接收方的确认总共经历的时间。
  1. 发送时间 = 数据长度 / 发送速率
  2. 有效数据率 = 数据长度 / 发送时间 + RTT
  3. 例题：
7. 利用率：有信道率和网络利用率两种
  1. D = D0 / 1 - U （D0表示网络空闲时延、D表示网络当前的时延、设U为现在的网络利用率）利用率越高 , 时延越大 , 此时就会产生网络堵塞 ;
协议与划分层次
1. 网络协议：简称为协议，是为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定。
2. 网络协议有三个组成要素：
  1. 语法：数据与控制信息的结构或格式
  2. 语义：要完成的功能
  3. 同步：事件实现顺序的详细说明
分层规则：相互独立（每层只有一个独立功能）、界限清晰（每层之间界限清晰 , 层级之间的交流尽量减少）、实现技术（每层都采用合适的技术实现）、独立特定（下层对上层是独立的 , 上层需要使用下层的服务）、标准工作（分层的结构可以促进标准化工作）
协议结构（OSI的法定标准（理论成功，市场实践失败）、TCP/IP4层协议美国国防部提出（市场竞争成功）、五层协议的体系结构（学习时使用））：
1. 应用层：
  1. 任务：通过应用进程间的交互来完成特定网络应用。
  2. 协议是应用进程间通信和交互的规则（把应用层交互的数据单元称为报文），有DNS，HTTP，SMTP
2. 运输层：负责向两台主机中进程之间的通信提供通用的数据传输服务。
  1. 主要使用两种协议：
  2. 传输控制协议（TCP）：面向连接的、可靠的传输服务、数据传输单位报文段
  3. 用户数据报协议（UDP）：提供无连接的尽最大努力的数据传输服务、不可靠的数据传输服务、数据传输的单位是用户数据报
3. 网络层：为分组交换网上的不同主机提供通信服务。
  1. 任务：
    1. 路由选择（在互联网中每一个路由器上，生成用来转发分组的转发表）
    2. 转发（路由器接收到分组时，会根据转发表转发到指明下一个的路由器）
  2. 互联网使用的网络层协议是无连接的网络协议IP和许多路由选择协议，互联网的网络层也叫网际层/IP层，IP协议分组也叫做IP数据报
4. 数据链路层（链路层）：数据传输总是在一段段链路上传送的，故需要使用专门的链路层协议。
  1. 任务：实现两个相邻节点之间的可靠通信，将网络层传送下来的IP数据报组装成帧，在两个相邻节点间的链路上传送帧。
5. 物理层：在物理层上所传送数据的单位是比特，实现比特（0 或 1）的传输。
实体：表示任何可发送或接收信息的硬件或软件进程（每一层的活动 元素是实体 ; 同一层的实体称为对等实体）。
协议：控制两个对等实体（或多个实体）进行通信的规则（ 保证能够向上提供服务）的集合（对用户透明的、协议是水平方向的）。
在协议的控制下，两个对等实体间的通信使得本层能够向上一层提供服务。要实现本层协议，还需要使用下一层所提供的服务。
服务：是由下层向上层通过层间接口提供的操作（上层使用下层服务：即是垂直的）。
服务访问点（SAP）：在同一系统中相邻两层的实体进行交互（交换信息）的地方。