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經歷了春招面試的洗禮，我決定沉下心去扎實自己的基礎，在此非常感謝騰訊一面面試官，他讓我對技術，對自己有了全新的認識。
本系列文章我將學習計算機網(wǎng)絡基礎，希望對廣大讀者受益。
該系列文章地址：
<a href="http://www.lxweimin.com/p/472b66f242ba">計網(wǎng)積累（二）物理層</a>
我們從第一章開始
1.1計算機網(wǎng)絡的組成：若干結點（主機，集線器，交換機，路由器）和連接這些結點的鏈路。
網(wǎng)絡之間由路由器連接進而形成更大的網(wǎng)絡（互聯(lián)網(wǎng)）
互聯(lián)網(wǎng)的兩個重要基本特點：連通性和共享
以小寫字母i開始的internet（互聯(lián)網(wǎng)）是一個通用名詞，它泛指多個計算機網(wǎng)絡互連而組成的網(wǎng)絡，在這些網(wǎng)絡之間的通信協(xié)議（即通信規(guī)則）可以是任意的。
以大寫字母I開始的Internet（因特網(wǎng)）則是一個專用名詞，它指當前世界上最大的、開放的、由眾多網(wǎng)絡相互連接而成的特定計算機網(wǎng)絡，它基于TCP/IP協(xié)議族實現(xiàn)為通信的規(guī)則，且前身是美國的ARPANET。
因特網(wǎng)：是通過產業(yè)、教育、政府和科研部門中的自治網(wǎng)絡將用戶連接起來的世界范圍的網(wǎng)絡。因特網(wǎng)采用網(wǎng)際協(xié)議（IP）進行網(wǎng)絡互連和路由選擇，采用傳輸控制協(xié)議（TCP）實現(xiàn)端對端控制。因特網(wǎng)的主要業(yè)務包括電子郵件、文件傳送協(xié)議（FTP）、遠程登錄、萬維網(wǎng)和電子公告板。
互聯(lián)網(wǎng)：是兩個或多個子網(wǎng)絡構成的一種網(wǎng)絡。這種網(wǎng)絡可包括網(wǎng)橋、路由器、網(wǎng)關或它們的組合。
互聯(lián)網(wǎng)、因特網(wǎng)的關系是：互聯(lián)網(wǎng)包含因特網(wǎng) 。
凡是能彼此通信的設備組成的網(wǎng)絡就叫互聯(lián)網(wǎng)。所以，即使僅有兩臺機器，不論用何種技術使其彼此通信，也叫互聯(lián)網(wǎng)?？鐕缘某蠡ヂ?lián)網(wǎng)不僅有因特網(wǎng)，還有惠多網(wǎng)。
因特網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)的一種。因特網(wǎng)可不是僅有兩臺機器組成的互聯(lián)網(wǎng)，它是由上千萬臺設備組成的互聯(lián)網(wǎng)。因特網(wǎng)使用TCP/IP協(xié)議讓不同的設備可以彼此通信。但使用TCP/IP協(xié)議的網(wǎng)絡并不一定是因特網(wǎng)，一個局域網(wǎng)也可以使用TCP/IP協(xié)議。判斷自己是否接入的是因特網(wǎng)，首先是看自己電腦是否安裝了 TCP/IP協(xié)議，其次看是否擁有一個公網(wǎng)地址(所謂公網(wǎng)地址，就是所有私網(wǎng)地址以外的地址)。
只要應用層使用的是HTTP協(xié)議，就稱為萬維網(wǎng)(World Wide Web)。
1.2網(wǎng)絡把許多計算機連接在一起，而互聯(lián)網(wǎng)把許多網(wǎng)絡通過路由器連接在一起。與網(wǎng)絡相連的計算機常稱為主機。
在這里我講一下多層次ISP結構的因特網(wǎng)
ISP是因特網(wǎng)服務提供商，它擁有從因特網(wǎng)管理機構申請到的多個IP，通信線路和路由器等聯(lián)網(wǎng)設備，我們可以對ISP交費得到IP接入到因特網(wǎng)上進而上網(wǎng)，ISP有層級劃分，最高層的ISP服務面積最大，第二層其次，第三層就是一般的校園網(wǎng)，企業(yè)網(wǎng)和撥號上網(wǎng)的用戶，本地ISP可以接入地區(qū)ISP或主干ISP，IXP可以實現(xiàn)高速鏈路對等交換分組，IXP常采用工作在數(shù)據(jù)鏈路層的網(wǎng)絡交換機，這些交換機都用局域網(wǎng)連接起來。
互聯(lián)網(wǎng)和萬維網(wǎng)的區(qū)別
互聯(lián)網(wǎng)包含萬維網(wǎng)
通常瀏覽網(wǎng)頁就是在使用萬維網(wǎng)，在萬維網(wǎng)上找到的是各種文件，比如聲音，圖片等，在萬維網(wǎng)上，通過超文本鏈接進行連接。
1.3互聯(lián)網(wǎng)劃分為邊緣部分和核心部分
邊緣部分：由所有連接在互聯(lián)網(wǎng)上的主機組成，并由用戶直接使用，用來進行通信和資源共享
核心部分：由大量網(wǎng)絡和連接這些網(wǎng)絡的路由器組成，為邊緣部分提供服務
<h5>網(wǎng)絡邊緣的通信方式劃分為C/S和P2P(對等)方式</h5>
C/S通過網(wǎng)絡核心實現(xiàn)跨進程通信
客戶端進程：
1.被用戶調用后運行，在通信時主動向服務器發(fā)起通信，客戶程序必須知道服務器程序地址
2.不需要特殊的硬件和復雜OS
服務端進程
1.可同時處理多個客戶端請求
2.系統(tǒng)啟動后自動調用并一直不斷運行著，被動等待并接受客戶的請求，服務器不需要知道客戶端程序的地址
3.服務器需要有強大的硬件和高級OS支持
互聯(lián)網(wǎng)核心部分里路由器很重要，它實現(xiàn)分組交換的關鍵構件，其任務是轉發(fā)收到的分組
在發(fā)送報文之前，先把較長的報文劃分成一個個更小的等長數(shù)據(jù)段，在每一個數(shù)據(jù)段前面加上有控制信息的首部，組成一個個分組，分組是互聯(lián)網(wǎng)中傳送的數(shù)據(jù)單元，分組的首部包含目的地址和源地址，
互聯(lián)網(wǎng)核心部分由許多網(wǎng)絡和把他們互相連接起來的路由器組成，主機處在互聯(lián)網(wǎng)的邊緣部分，而路由器之間都用高速鏈路相連，主機接入到核心部分通常以相對低速率的電路組成
路由器收到一個分組，緩存起來，檢查首部，查找轉發(fā)表，按照首部的目的地址，找到合適的接口轉發(fā)出去，把分組交給下一個路由器，不斷的存儲轉發(fā)交付到最終的主機，，各個路由器經常交換彼此的信息，以便動態(tài)更新轉發(fā)表，每一條鏈路都是可以復用共享的，當網(wǎng)絡發(fā)生故障的時候，路由器可以動態(tài)改變轉發(fā)路由
對通信鏈路分段占用（高效性），為每一個分組獨立選擇最合適的轉發(fā)路由（靈活），以分組作為傳送單位，不先建立連接直接向主機發(fā)送分組
（迅速），還有可靠性
這里我講一講路由器和交換機的區(qū)別
交換機主要是實現(xiàn)大家通過一根網(wǎng)線上網(wǎng)，但是大家上網(wǎng)是分別撥號的，各自使用自己的寬帶，大家各自上網(wǎng)沒有影響，哪怕其他人在下載，對自己上網(wǎng)也沒有影響，并且所有使用同一條交換機的電腦都是在同一個局域網(wǎng)內。路由器比交換機多了一個虛擬撥號功能，通過同一臺路由器上網(wǎng)的電腦是共用一個寬帶賬號，大家之間上網(wǎng)是相互影響的，比如一臺電腦在下載，那么同一個路由器上的其他電腦會很明顯的感覺到網(wǎng)速很慢。同一臺路由器上的電腦在一個局域網(wǎng)內
<h5>計算機網(wǎng)絡的性能指標</h5>
1.速率， 比如2Mbit/s
2.帶寬：單位時間內某信道通過的最高數(shù)據(jù)率（bit/s）
3.吞吐量：單位時間內通過某個網(wǎng)絡信道的實際數(shù)據(jù)量
4.時延：一個報文或者分組，比特從網(wǎng)絡或者鏈路一端傳送到另一端所需的時間，分為發(fā)送時延，傳播時延，處理時延，排隊時延，他們彼此互斥
發(fā)送時延比如說發(fā)送數(shù)據(jù)幀的第一個比特算，到該幀最后一個比特發(fā)送完畢所需要的時間，傳播時延(比如電磁波譜在光纖傳播時間)，處理時延是在路由器上處理的時間，分析首部，提取數(shù)據(jù)，差錯檢驗，查找路由表，排隊時延是分組進入路由器后入隊等待，在出隊也要等待，
5.時延帶寬積：傳播時延*帶寬
6.往返時間RTT
7.利用率：信道利用率和網(wǎng)絡利用率，信道利用率是百分之幾時間信道是利用的，網(wǎng)絡利用率是全網(wǎng)絡的信道利用率加權平均值，信道利用率增大時，排隊時延增大，所以信道或網(wǎng)絡的利用率過高會導致非常大的延遲
1.7計算機網(wǎng)絡的體系結構
協(xié)議規(guī)定了所交換的數(shù)據(jù)格式和同步問題
協(xié)議三要素：語法，（數(shù)據(jù)與控制信息的結構或格式）
語義（需要發(fā)出何種控制信息，完成何種動作做出何種響應）
同步，實現(xiàn)事件順序
協(xié)議是控制兩個對等實體進行通信的規(guī)則集合，語法規(guī)定了所交換的信息格式，語義規(guī)定了發(fā)送或接收者所要完成的操作，
OSI七層協(xié)議從上到下是應用層，表示層，會話層，運輸層，網(wǎng)絡層，數(shù)據(jù)鏈路層，物理層
TCP/IP四層協(xié)議是應用層，運輸層，網(wǎng)際層，網(wǎng)絡接口層
五層協(xié)議：應用層，運輸層，網(wǎng)絡層，數(shù)據(jù)鏈路層，物理層
應用層協(xié)議定義的是應用進程間通信和交互的規(guī)則，不同的網(wǎng)絡應用對應不同的應用層協(xié)議，比如域名系統(tǒng)DNS，萬維網(wǎng)應用的HTTP，電子郵件的SMTP，應用層交互的數(shù)據(jù)單元是報文
2.運輸層
負責向兩臺主機中進程之間通信提供通用的數(shù)據(jù)傳輸服務，多種應用可以使用同一個運輸層服務，通用意味著有復用和分用的功能，分用就是把收到的信息分別交付給應用層中的相應進程
TCP和UDP在運輸層，二者的區(qū)別在筆試題經常出現(xiàn)，我也總結過，這里我簡單重復一下，TCP面向連接，可靠，數(shù)據(jù)傳輸單位是報文段，UDP是QQ用的運輸層協(xié)議，無連接，不保證數(shù)據(jù)傳輸可靠性，傳輸單位是數(shù)據(jù)報
3.網(wǎng)絡層
負責為分組交換網(wǎng)上的不同主機提供通信服務， 在發(fā)送數(shù)據(jù)時，網(wǎng)絡層把運輸層產生的報文段或用戶數(shù)據(jù)報封裝成分組或包進行傳送，并且選擇合適的路由，使源主機運輸層所傳下來的分組，能夠通過網(wǎng)絡中的路由器找到目的主機。
4.數(shù)據(jù)鏈路層
在兩個相鄰結點之間傳送數(shù)據(jù)時，數(shù)據(jù)鏈路層將網(wǎng)絡層傳下來的IP數(shù)據(jù)報組裝成幀，相鄰結點的鏈路上傳送的是幀，每一幀包含數(shù)據(jù)和必要的控制信息，比如同步信息，地址信息，差錯控制。
接收數(shù)據(jù)端，通過幀知道比特開始和結束的點，進而提取數(shù)據(jù)部分傳給網(wǎng)絡層，并且能夠查找錯誤，避免繼續(xù)在網(wǎng)絡上傳輸，也可以糾錯。
5.物理層
傳輸?shù)臄?shù)據(jù)單位是比特，要考慮電壓情況，還要確定電纜插頭要有多少根引腳，而具體用雙絞線，光纜，這些在物理層下面去研究
從運輸層到網(wǎng)絡層，都一層一層給報文添加控制信息，到了數(shù)據(jù)鏈路層，控制信息分成兩部分分別加到頭和尾，物理層不加控制信息，傳送比特流從首部傳送，當進入到路由器的時候，從路由器第一層到第三層，剝離控制信息，到了第三層就根據(jù)首部目的地址查找路由器轉發(fā)表，然后傳到第二層，加上新的首部尾部，到第一層再物理媒體上通過比特發(fā)出去，當?shù)竭_目的主機的時候，從下往上傳送報文，一層一層剝離控制信息，這樣就可以讓目的主機收到數(shù)據(jù)了。
協(xié)議是水平的，而服務是垂直的。
TCP/IP協(xié)議可以為各式各樣的應用提供服務，同時也允許IP協(xié)議在各式各樣的網(wǎng)絡構成的互聯(lián)網(wǎng)上運行。
計網(wǎng)總覽就講到這里，接下來的文章我將詳細講每一層的知識點。
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