计算机网络--学习笔记
2016-03-27 21:15
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一、计算机网络概述
1.主机或端系统：例如，个人计算机，便携机，智能手机，电视，传感设备等，通常指存在于网络边缘的节点。
2.节点：端系统和中间节点，中间节点又如路由器，交换机，自治系统，虚拟节点，代理等网络设备。
3.链路：分为，源主机到目的主机的端到端路径。两个节点之间的跳。
4.路由器和交换机区别
路由器（网络层），交换机（数据链路层）
交换机：基于MAC(网卡的硬件地址)识别，一次路由，多次转发。路由器：可以连接多个网络或网段的网络设备，包括局域网和广域网。
交换机是利用MAC地址来确定转发数据的地址。而路由器则是利用IP地址来确定数据转发的地址。
路由器提供了防火墙功能
5.网络分类
LAN（局域网），局域网是在一个局部的地理范围内(如一个学校、工厂和机关内)
MAN（城域网），它可以覆盖一组邻近的公司办公室和一个城市，既可能是私有的也可能是公用的
WAN（广域网），范围可以超越城市和国家以至全球
6.分组交换
源端到目的端发送数据，发送端将长数据划分等长数据（分组），给分组加上首部，首部包括目的地址，源地址（为了在节点间自由选择路由）
分组交换实质上是在“存储——转发”基础上发展起来的。它兼有电路交换和报文交换的优点。分组交换在线路上采用动态复用技术，同时传输多个数据分组。把来自用户发端的数据暂存在交换机的存储器内，接着在网内转发。到达接收端，再去掉分组头将各数据字段按顺序重新装配成完整的报文。分组交换比电路交换的电路利用率高，比报文交换的传输时延小，交互性好。
7.OSI体系结构，各个层及其作用
应用层：服务用户应用进程
表示层：关心对等实体间交换数据的格式（数据的压缩、解压、加密、解密，根据不同的应用目的将数据变成不同的格式）
会话层：为网络中两个结点（通信双方）制定通信方式，并建立、维护、控制、注销会话等
传输层：端系统的进程间通信，数据单元报文
网络层：处理分组交换网中节点间的路由选择，数据包转发，实现端到端的功能
数据链路层：收集比特流形成的帧
物理层：传输比特流
８.时延（网络层＝＝＞数据链路层）
处理时延：检查分组首部，处理差错，分组导向
排队时延：受网络流量状况影响，排队等待输出
传输时延：将所有分组比特，通过信道传输到链路
传播时延：取决于物理媒介，铜线电缆2.3*10^5 km/s，光钎2.0*10^5 km/s
计算传播时延，50MB的数据块（B是字节，M表示2^20），1Mbps信道（M表示10^6，bps表示每秒比特）
８.各层协议
第一层：物理层
第二层：数据链路层 802.2、802.3ATM（异步传送模式）、HDLC（高级数据链路控制协议）、Wi-Fi、以太网协议。
第三层：网络层 IP、IPX、APPLETALK、ICMP
第四层：传输层 TCP、UDP、SPX
第五层：会话层 RPC、SQL、NFS 、X WINDOWS、ASP
第六层：表示层 ASCLL、PICT、TIFF、JPEG、 MIDI、MPEG
第七层：应用层 HTTP,FTP,SNMP等
9.数据链路层
数据报在网络端到端路径的不同单段链路上可能由不同的链路层协议来承载
成帧技术
①HDLC（高级数据链路控制）—点到点链路
面向比特的协议：把帧看成比特的集合
开始序列：01111110（帧边界）
结束序列：01111110（帧边界）
首部：地址和控制字段
CRC：即循环冗余检验，作用：差错检测
注意：报文载荷为需要传输的帧（比特集合），载荷中出现开始序号01111110（帧边界）就可能造成，接收端在比特集合中获取单独的帧产生误差。
解决方法：比特填充，在帧的传输起始标志和结束标志之间，每当出现5个1之后，发送器就会插入一个附加的0.一旦有5个1模式出现，就会检查第6个比特。若为0，该比特将被删除。若为1，且第7个比特为0，那么这个组合被认为是标志字段。若第六位和第七位都为1，则此时处于异常终止状态。
②PPP（点到点协议）—点到点链路
PPP协议用于家庭主机到第一跳路由器的点到点链路上的链路层协议。
上图协议字段代码：IP数据报（0021），链路控制协议（C021），网络控制协议（8021）
差错检测
①检错重传（适用于差错率很低的场合）
②向前纠错：发送额外的信息（适用于对时间要求很高的场合）
任何差错检测方案的基本思想都是在帧中加入冗余信息来确定是否存在差错
常用的技术：CRC（循环冗余检验，基于硬件芯片），奇偶校验，检验和（网络层）。
1.主机或端系统：例如，个人计算机，便携机，智能手机，电视，传感设备等，通常指存在于网络边缘的节点。
2.节点：端系统和中间节点，中间节点又如路由器，交换机，自治系统，虚拟节点，代理等网络设备。
3.链路：分为，源主机到目的主机的端到端路径。两个节点之间的跳。
4.路由器和交换机区别
路由器（网络层），交换机（数据链路层）
交换机：基于MAC(网卡的硬件地址)识别，一次路由，多次转发。路由器：可以连接多个网络或网段的网络设备，包括局域网和广域网。
交换机是利用MAC地址来确定转发数据的地址。而路由器则是利用IP地址来确定数据转发的地址。
路由器提供了防火墙功能
5.网络分类
LAN（局域网），局域网是在一个局部的地理范围内(如一个学校、工厂和机关内)
MAN（城域网），它可以覆盖一组邻近的公司办公室和一个城市，既可能是私有的也可能是公用的
WAN（广域网），范围可以超越城市和国家以至全球
6.分组交换
源端到目的端发送数据，发送端将长数据划分等长数据（分组），给分组加上首部，首部包括目的地址，源地址（为了在节点间自由选择路由）
分组交换实质上是在“存储——转发”基础上发展起来的。它兼有电路交换和报文交换的优点。分组交换在线路上采用动态复用技术，同时传输多个数据分组。把来自用户发端的数据暂存在交换机的存储器内，接着在网内转发。到达接收端，再去掉分组头将各数据字段按顺序重新装配成完整的报文。分组交换比电路交换的电路利用率高，比报文交换的传输时延小，交互性好。
7.OSI体系结构，各个层及其作用
应用层：服务用户应用进程
表示层：关心对等实体间交换数据的格式（数据的压缩、解压、加密、解密，根据不同的应用目的将数据变成不同的格式）
会话层：为网络中两个结点（通信双方）制定通信方式，并建立、维护、控制、注销会话等
传输层：端系统的进程间通信，数据单元报文
网络层：处理分组交换网中节点间的路由选择，数据包转发，实现端到端的功能
数据链路层：收集比特流形成的帧
物理层：传输比特流
８.时延（网络层＝＝＞数据链路层）
处理时延：检查分组首部，处理差错，分组导向
排队时延：受网络流量状况影响，排队等待输出
传输时延：将所有分组比特，通过信道传输到链路
传播时延：取决于物理媒介，铜线电缆2.3*10^5 km/s，光钎2.0*10^5 km/s
计算传播时延，50MB的数据块（B是字节，M表示2^20），1Mbps信道（M表示10^6，bps表示每秒比特）
８.各层协议
第一层：物理层
第二层：数据链路层 802.2、802.3ATM（异步传送模式）、HDLC（高级数据链路控制协议）、Wi-Fi、以太网协议。
第三层：网络层 IP、IPX、APPLETALK、ICMP
第四层：传输层 TCP、UDP、SPX
第五层：会话层 RPC、SQL、NFS 、X WINDOWS、ASP
第六层：表示层 ASCLL、PICT、TIFF、JPEG、 MIDI、MPEG
第七层：应用层 HTTP,FTP,SNMP等
9.数据链路层
数据报在网络端到端路径的不同单段链路上可能由不同的链路层协议来承载
成帧技术
①HDLC（高级数据链路控制）—点到点链路
面向比特的协议：把帧看成比特的集合
开始序列：01111110（帧边界）
结束序列：01111110（帧边界）
首部：地址和控制字段
CRC：即循环冗余检验，作用：差错检测
注意：报文载荷为需要传输的帧（比特集合），载荷中出现开始序号01111110（帧边界）就可能造成，接收端在比特集合中获取单独的帧产生误差。
解决方法：比特填充，在帧的传输起始标志和结束标志之间，每当出现5个1之后，发送器就会插入一个附加的0.一旦有5个1模式出现，就会检查第6个比特。若为0，该比特将被删除。若为1，且第7个比特为0，那么这个组合被认为是标志字段。若第六位和第七位都为1，则此时处于异常终止状态。
②PPP（点到点协议）—点到点链路
PPP协议用于家庭主机到第一跳路由器的点到点链路上的链路层协议。
上图协议字段代码：IP数据报（0021），链路控制协议（C021），网络控制协议（8021）
差错检测
①检错重传（适用于差错率很低的场合）
②向前纠错：发送额外的信息（适用于对时间要求很高的场合）
任何差错检测方案的基本思想都是在帧中加入冗余信息来确定是否存在差错
常用的技术：CRC（循环冗余检验，基于硬件芯片），奇偶校验，检验和（网络层）。
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