［读书笔记］计算机网络（谢希仁－第五版）第一章 概述

第一章 概述

第二章 物理层

第三章 数据链路层

第四章 网络层

第五章 运输层

第六章 应用层

第七章 网络安全

第八章 因特网上的音频／视频服务

第九章 无线网络

第十章 下一代因特网

第一章 概述

1.1 计算机网络在信息时代中的作用：很重要

1.2 因特网概述

- 网络：由若干结点和连接这些结点的链路组成

- 结点：计算机、集线器、交换机、路由器等

- 因特网是世界上最大的互联网络

- 网络把许多计算机连接在一起，而因特网则把许多网络连接在一起

- 因特网发展的三个阶段：第一个阶段是单个APRPANET向互联网发展的过程；第二个阶段是建成了三级结构的因特网；第三阶段是逐渐形成了多层次ISP结构的因特网

- 因特网服务提供者ISP（Internet Service Provider）

- 网络接入点NAP（Network Access Point）

- 制定因特网的正式标准经过四个阶段：Internet Draft－> Proposed Standard->Draft Standard－>Internet Standard

1.3 因特网的组成

- 边缘部分：由所有连接在因特网上的主机组成，这部分是用户直接使用

- 核心部分：有大量网络和连接这些网络的路由器组成，这部分是为边缘部分提供服务的

- 计算机之间通信：主机A的某个进程和主机B上的另一个进程进行通信

- 边缘部分的计算机之间通信方式：C/S客户服务器方式和P/P对等方式

- 核心部分的路由器是实现分组交换（packet switching）的关键构件，其任务的转发收到的分组

- 电路交换（circuit switching）：建立连接－>通话－>释放连接

- 电路交换的一个重要特点就是在通话的全部时间内，通话的两个用户始终占用端到端的通信资源

- 电路交换——整个报文的比特流连续地从源点直达终点，好像在一个管道中传染

- 报文交换——整个报文先传送到相邻结点，全部存储下来后查找转发表，转发到下一个结点

- 分组交换——但个分组（这只是整个报文的一部分）传送到相邻结点，存储下来后查找转发表，转发到下一个结点

1.4 计算机网络在我国的发展：发展得很快

1.5 计算机网络的定义

- 计算机网络：一些互相连接的、自治的计算机的集合

- 不同作用范围的网络：广域网（WAN,Wide Area Network）、城域网（MAN,Metropolitan Area Network）、局域网（LAN,Local Area Network）、个人区域网（PAN,Personal Area Network）

- 不同使用者的网络：公用网、专用网

1.6 计算机网络的性能

- 计算机网络的性能指标：速率、带宽、吞吐量、时延、时延宽带积、往返时间RTT、利用率

- 速率：连接在计算机网络上的用户在数字新道上传送数据的速率，也称为数据率或比特率

- 带宽：本来是指某个信号具有的频带宽度（过去很长一段时间通信的主干线路传送的是模拟信号，所以通信线路允许通过的信号频带范围，就成为线路的带宽）；现在指的是在单位时间内从网络中的某一点到另一点所能通过的“最高数据率”（单位是比特每秒b/s）

- 吞吐量：在单位时间内通过某个网络（或信道、接口）的数据量 时延：数据从网络的一端传送到另一端所需的时间

- 总时延＝发送时延＋传播时延＋处理时延＋排队时延 发送时延＝数据真长度（b）／发送速率（b/s）

- 传播时延＝信道长度（m）／电磁波在信道上的传播速率（m/s） 时延宽带积＝传播时延＊带宽

- 网络当前时延D＝网络空闲时的时延D0／（1-利用率U）；信道或网络利用率过高会产生非常大的时延

- 计算机网络的非性能特征：费用、质量、标准化、可靠性、可扩展性和可升级性、易于管理和维护

1.7 计算机网络体系结构

- OSI／RM（开放系统互连基本参考模型，Open System Interconnection Reference），简称OSI

- TCP/IP协议 网络协议主要由三个要素组成： 语法：数据与控制信息的结构或格式

- 语义：需要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种响应 同步：事件实现顺序的详细说明 分层可以带来的好处： 各层之间是独立的 灵活性好

- 结构上可分割开 易于实现和维护 能促进标准化工作 各层功能包括以下一种或几种： 差错控制 流量控制 分段和冲撞 复用和分用 连接建立和释放

- OSI七层模型从下往上：物理层->数据链路层->网络层->运输层->会话层->表示层->应用层

- TCP/IP五层模型从下往上：网络接口层->网际层IP->运输层（TCP或UDP）->应用层（各种应用层协议如FTP、SMTP、TELNET等）

- 具有五层协议的体系结构：物理层->数据链路层->网络层->运输层->应用层 术语“透明”：某一个实际存在的事物看起来却好像不存在一样

- 物理层：透明地传送比特流

- 数据链路层：将网络层交下来的IP数据报组装成帧，在两个相邻结点间的链路上透明地传送帧中的数据，每一帧包括数据和必要的控制信息

- 网络层：把运输层产生的报文段或用户数据报封装成分组或包进行传送

- 运输层：运输层的任务就是负责向两个主机中进程之间的通信提供服务。由于一个主机可同时运行多个进程，因此运输层有复用和分用的功能。复用就是多个应用层进程可同时使用下面运输层的服务，分用则是运输层把手到的信息分别交付给上面应用层中的相应的进程。运输层主要使用传输控制协议TCP和用户数据报协议UDP

- TCP，Transmission Control Protocol：面向连接的，数据传输的单位是报文段，能够提供可靠的交付

- UDP，User Datagram

- Protocol：无连接的，数据传输的单位是用户数据报，不保证提供可靠的交付，只能提供“尽最大努力交付（best-eddort delivery）” 应用层：直接为用户的应用进程提供服务

- OSI参考模型把对等层次之间传送的数据单位称为该层的协议数据单元PDU（Protocol Data Unit）

- 实体：任何可发送或接收信息的硬件或软件进程 协议：控制两个对等实体（或多个实体）进行通信的规则的几何

- 服务：就是服务，书上没定义

- 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，还需要使用下面一层锁提供的服务。

- 协议和服务的概念区别：协议的实现保证了能向上一层提供服务。使用本层服务的实体职能看见服务而无法看见下面的协议。下面的协议是对上面的实体是透明的。协议是水平的，服务是垂直的。

- 服务原语：上层使用下层所提供的服务必须通过与下层交换一些命令，这些命令在OSI中称为服务原语 服务访问点SAP（Service

Access Point）：在同一系统中相邻两层的实体进行交互的地方（即交换信息的地方），通常称为服务访问点，实际上就是一个逻辑接口，类似邮政信箱

- 服务数据单元SDU（Service Data Unit）：OSI把层与层之间交换的数据的单位称为服务数据单元

- 计算机网络的协议还有一个很重要的特点，就是协议必须把所有不利的条件事先都估计到，而不能假定一切都是正常的河非常理想的。因此，看一个计算机网络协议是否正确，不能只看在正常情况下是否正确，而且还必须非常仔细地检查这个协议能否应付各种异常情况