計算機網絡筆記——第一章+前述

計網真的很重要,也很有用——一個上課沒聽課,現在暑假惡補的大三狗

前述

大三"學"了計算機網絡,上課的時候聽得云里霧里(這門課有點難聽,跟歷史課一樣,但是我曾經是個歷史迷),然后個人原因(懶),沒怎么聽過課,考試前用了三天看了一遍書,那是一段效率高得不得了的日子...但是唯獨計網我是把書基本看完了,老實說,那三天我真的覺得計網真的不難看,為此還畫了個計網的知識結構圖,純應試,就不貼上來了。爾后面試被問起了計網的知識,答不上來,然后下定決心,暑假再看一遍計網的書,做一個筆記出來,剛好這時候喜歡上markdown,就本地用atom寫了個筆記。這里分章上傳到簡書

關于計網的作用:計網在教科書階段,不涉及什么代碼,也不叫你寫算法,但是里面的思想真的很巧妙,例如五層體系結構,很精妙的架構思想,而TCP的建立連接和斷開連接,考慮很周到,路由選擇協議的RIP和OSPF等等。很多東西你即使不是很清楚具體細節,但是潛移默化地影響以后的打碼,甚至生活。

參考書籍:
計算機網絡第六版謝希仁編著,電子工業出版社

注:這篇筆記只是對書本的重要知識點做個簡述,只能當作知識索引,詳細內容需要看專業書籍或者百科之類的。

第一章.計算機網絡的基本概念

網絡把許多計算機連接在一起,而因特網則把許多網絡連接在一起。因特網是世界上最大的計算機網絡。

因特網的發展分為三個階段:

  1. 由單個網絡ARPANET(由美國國防部創建第一個分組交換組),而后TCP/IP協議的發明標志因特網誕生。
  2. 第二階段是建成了三級結構的因特網:主干網,地區網和校園網。
  3. 第三階段是逐漸形成了多層次ISP(因特網提供商)結構的因特網。

因特網的組成

因特網的組成可以分為兩大塊。

  • 核心部分:由大量的網絡和連接這些網絡的路由器組成,為邊緣部分提供服務。在核心部分啟特殊作用的 路由器,路由器是實現分組交換的關鍵構件,其任務是轉發收到的分組。
  • 邊緣部分:由所有連接在因特網上的主機組成,是用戶直接使用的。

因特網的核心部分是由許多網絡和把他們連起來的路由器組成的,而主機處于因特網的邊緣部分

電路交換和分組交換:

  • 電路交換:最初出現在電話機上面,為了避免每臺電話都用電話線兩兩相連,人們使用
    電話交換機將這些電話連接起來。通信雙方在通信過程需要占用一條專用的物理通路,
    這種必須經過建立連接->通話->釋放連接的交換方式稱為電路交換。
  • 分組交換:采用存儲轉發技術。把一個報文劃分為幾個等長數據段,每一個數據段前面
    加上一些必要的控制信息組成的首部,組成一個分組。

計算機網絡的類別

按照網絡的作用范圍分類

  1. 廣域網WAN.
  2. 城域網MAN.
  3. 局域網LAN.
  4. 個人區域網PAN.例如無線個人區域網WPAN

時延

指數據從網絡的一端傳送到另一端所需的時間,由發送時延傳播時延以及處理時延和排隊時延組成.

  • 發送時延:主機或者路由器發送數據幀所需要的時間.
    發送時延=數據幀長度(b)/發送速率(b/s)

  • 傳播時延:電磁波在信道中傳播一定距離所需要花費的時間.
    傳播時延=信道長度(m)/電磁波在信道上的傳播速率(m/s)

由于傳播時延基本固定,所以提升網速只能在發送時延上做工作

時延帶寬積

表示發送的第一個比特即將達到終點時,鏈路上可容納多少比特

時延帶寬積=傳播時延*帶寬

五層協議的體系結構

從底向上分別是 物理層 ,數據鏈路層,網絡層運輸層,應用層.

  1. 物理層:所傳數據單位是bit.解決的問題,例如多大電壓分別表示1和0,電纜插頭引腳數,但不包括解釋每個bit代表的意思.

  2. 數據鏈路層:所傳數據單位為幀.解決的問題,保證兩端鏈路上的數據傳輸和數據解讀,差錯檢測等。數據出錯時,鏈路層只是簡單地丟棄幀,并不會做糾錯等.

  3. 網絡層:使用IP協議,為分組交換網上的不同主機提供通信服務.數據傳輸單位為IP數據報.解決的問題,選擇合適的路由從而找到目標主機.

  4. 運輸層:負責向兩個主機進程之間的通信提供可靠通用的數據傳輸服務.使用TCP,UDP等協議.有分用復用的功能.復用就是多個應用層進程可同時使用下層運輸層的服務,分用是運輸層把收到的信息分別交付上面應用層中的相應進程.

  5. 應用層:通過應用進程間的交互來完成特定網絡應用.使用的協議好多,因為協議是由應用程序決定的,例如HTTP,FTP,SMTP.我們將應用層交互的數據單元稱為報文.

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