计算机⽹络技术学习总结（详细，持续更新）
⽬录
01概述
1.1计算机⽹络在信息化时代中的作⽤
随着时代的发展，计算机⽹络技术已经渗透到当今社会⽅⽅⾯⾯。⾃20世纪90年代以来，以因特⽹为代表的计算机⽹络从最初的教育科研⽹络逐步发展到商业⽹络。计算机⽹络的发展极⼤推动了全球信息⾰命，因此对计算机⽹络技术的学习是很有必要的。
1.2因特⽹概述
⽹络：由若⼲结点（计算机，集线器，交换机，路由器等）和链路（连接这些结点）组成。
互联⽹：⽹络间通过路由器连接起来形成⼀个更⼤的⽹络，即互联⽹。（不仅仅指是物理上将计算机连接，还要通信⽤的软件）
因特⽹（I nternet）：把全世界数以万计个计算机⽹络连接起来，世界上最⼤的互联⽹。
⽹络把许多计算机连接在⼀起，互联⽹把许多⽹络连接在⼀起，因特⽹是全球最⼤的互联⽹。
1.3因特⽹的组成
从功能上看可分为 边缘部分 和 核⼼部分。
边缘部分：由所有连接在因特⽹上的主机组成。
核⼼部分：由⼤量⽹络和连接这些⽹络的路由器组成，为边缘部分提供服务。
边缘部分:
连接在因特⽹上的⽤户直接使⽤的主机⼜叫“端系统”。按通信⽅式（交流，共享资源等）可分为 客户
服务器⽅式 和 对等⽹络⽅式。
客户服务器⽅式（c/s） ：服务请求⽅是 客户，服务提供⽅是 服务器 的通信⽅式。
对等⽹络⽅式（p2p也叫点对点）：两个主机间不区分服务请求⽅ 和 服务提供⽅的通信⽅式。⽐如早期的⼀些聊天室。
核⼼部分：造梦西游3横扫千军
核⼼部分主要部件为路由器，是实现分组交换的关键构件。常⽤的交换⽅式有 电路交换 和 存储转发交换（报⽂交换，分组交换）。
电路交换：
过程包括 建⽴连接，数据通信，释放信号 三个步骤。
缺点：建⽴连接有延时较⼤，占⽤专⽤电路 利⽤率低，容易引起阻塞。 适⽤于：⼤体量⽂件数据且传送时间远⼤于建⽴连接时间的⽂件传输。
存储转发交换：
报⽂交换：
以报⽂为单位，将数据发送到结点，经过多次转发到达⽬的地。
分组交换：
将长数据切割为多个固定长度的分组（分组会编号），将分组发送⾄各个结点，最后按顺序还原数据。
存储转发交换具有 ⾼效，灵活，迅速，可靠 等优点，提⾼了⽹络的整体稳定性
1.4计算机⽹络分类
通常计算机⽹络可以按拓扑结构，覆盖范围，传输速率，传输介质，使⽤范围进⾏分类
A. 按拓扑结构
拓扑结构主要描述了⽹络的形状，体现的⽹络的物理连通性，主要有以下五种：星形拓扑，总线拓扑，环形拓扑，树形拓扑，⽹状拓扑
B.按覆盖范围
⼴域⽹（WAN）：覆盖范围可达 数百到数千 千⽶，可覆盖⼀个国家或⼏个州，形成国际性远程⽹络，其 ⼦⽹可利⽤ 公共分组交换⽹，卫星通信和⽆线分组交换⽹。
局域⽹（LAN）：⼩区域通信设备互联，如：⼀栋楼，⼀间办公室等。具有传输数据快，低误码率等特点。
城域⽹（MAN）：顾名思义，在⼀个城市范围建⽴的计算机通信⽹。MAN的⼀个重要⽤途是作为⾻⼲⽹，将同⼀城市不同地点的主机，数据库，局域⽹互相连接（看似⼴域⽹但实现⽅法与性能差别很⼤）。
C.按传输速率
速率快的叫⾼速⽹（Mbit/s~Gbit/s），反之叫低速⽹（kbit/s~Mbit/s）。也可将kbit/s的⽹络叫低速⽹，Mbit/s的⽹络叫中速⽹，Gbit/s的叫⾼速⽹。
⽹络传输速率与⽹络的带宽（指传输信道宽度，单位为Hz）有直接关系，⼀般把kbit/s~Mbit/s的⽹络叫窄带⽹
Mbit/s~Gbit/s的⽹络叫宽带⽹。（同理也可分为窄带⽹，中带⽹，宽带⽹）
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D.按传输介质
有线⽹：传输介质通常有  双绞线（通常通信距离不超过100m），同轴电缆和光导纤维。
⽆线⽹：主要采⽤微波通信（使⽤最为⼴泛），红外线通信和激光通信，以⼤⽓为介质。
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E.按使⽤范围
可分为公⽤⽹和专⽤⽹
公⽤⽹：由主管部门或经主管部门批准的电信运营机构为⽹民提供电信业务建⽴的⽹络，如：电信⽹，⼴电⽹，联通⽹，移动⽹等。
补充：ISP（互联⽹服务提供商）是经国家主管部门批准的正式运营企业，我国⼤陆主要的ISP有：中国电信，中国移动，中国联通，中国⽹通，中国铁通。提供 拨号上⽹，ADSL,FTTx,GPRS,EDGE,CDMA等业务。
专⽤⽹：由企业，组织或部门为满⾜⾃⾝需求建⽴的⽹，不允许他⼈使⽤，如：校园⽹，企业⽹等。
1.5计算机⽹络主要性能指标
我们通常会⽤ 速率，带宽，吞吐量，时延，往返路程时间（RRT），带宽时延积，利⽤率 这七个性能指标来评定⽹络的好坏。
速率：即每秒传输的⽐特数量，单位为bit/s(或b/s或bps)。
带宽：即单位时间内⽹络通信线路所能传输的最⾼速率（因此其单位也是bit/s）。如图，此⽆线⽹卡的接收带宽是
300Mbit/s，即每秒最⾼可以接收300Mbit的数据量（注意：⽣活中常⽤的MB/s与Mbit/s不⼀样，要进⾏换算）
补充：MB/s和Mb/s是有区别的。B代表Byte(字节)，b代表bit(⽐特 或位)。
1 MB = 8 * 1 Mb
1 Byte = 8 * 1 bit
吞吐量：指单位时间通过某个⽹络或接⼝的数据量，包括全部上传和下载的流量。如：某计算机从 某⼀⽹站服务器下载速率为30Kbit/s，从某⼀视频服务器下载速率为40Kbit/s，从某⼀⽹盘服务器上传速率为80Kbit/s，则吞吐量为三者之和150Kbit/s。
时延：指数据（报⽂，分组，甚⾄⽐特）从⽹络⼀端传送到另⼀端的时间。由 发送时延（主机或路由器发送数据帧所需时间），传播时延（电磁波在信道传播的时间），排队时延（数据等在路由器 输⼊队列和输出队列的时间），处理时延（对数据进⾏分析，校验，查路由器的时间） 组成。
往返路程时间（RRT）：表⽰发送端发送数据到接收数据的总时延。
(下图演⽰cmd中查询RRT⽅法)
(本机IP地址查询输⼊ ipconfig）
(使⽤ping命令查询RRT)
带宽时延积：指数据链路的带宽与往返路程的乘积，表⽰特定时间该⽹络的最⼤数据量（最⼤⽐特数）单位为bit。
三点水日利⽤率：指信道利⽤率（指某信道有百分之⼏的时间是被利⽤的）和⽹络利⽤率（指全⽹络的信道利⽤率加权平均值）。当某⼀信道利⽤率变⾼，其时延也会相应增加甚⾄会阻塞，因此⼀些有较⼤主⼲⽹的ISP通常会控制他们的信道利⽤率不超过50%。
1.6计算机⽹络体系结构
1.6.1⽹络协议
⽹络协议是为了便于计算机⽹络通信⽽设置的规则（任何想让联⽹设备做什么事情都需要⽹络协议，⽐如下载某主机的⽂件）。主要由 语法，语义和时序 三要素组成。
语法是指数据与控制信息的结构或格式。（数据的 组织⽅式，编码⽅式，信号电平等）如：地址字段长度以及在整个分组中的位置。
语义是指各个控制信息的具体含义。（即 发出哪种控制信息，完成哪种动作，做出什么应答 从⽽实现数据交换的协调和差错处理）
时序是指时间实现顺序和时间的详细说明。
有时需要协议的软件也被⼈们简称为协议（⽐如有⼈说在计算机上安装某协议）
1.6.2层次模型和计算机⽹络体系结构
Ⅰ.OSI模型（七层模型）
国际标准组织（ISO）在1977年开始定制 开放系统互联参考模型（OSI）框架，于1983年形成正式⽂件。OSI的国际标准号为ISO7498.（下图为OSI参考模型）
应⽤层：表⽰所以能产⽣⽹络流量的程序。
表⽰层：判断在传输前是否进⾏加密或压缩处理，字符转换，数字转换，⼆进制ASCLL等。
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会话层：⽤于⽹络设备间 建⽴，维护（保持），终⽌会话 。（当两台计算机进⾏⽂件传输时，为了防⽌中间出现⽹络故障⽽重传整个⽂件的情况，可通过在⽂件中插⼊同步点来解决）
传输层：将数据分段并重组为数据流（TCP/UDP）。
⽹络层：负责选择最佳⽹络路径，选择IP地址。
数据链路层：⽤于两个结点直接的数据交换，保证数据的顺序，⽆错，完整。（实现系统间⼆进制信息块的正确传输，为上⼀层提供可靠、⽆错误的数据信息的协议层）
物理层：提供物理路径，规定接⼝标准，进⾏⼆进制流传输。（如何在物理链路上传输更快）
OSI体系下最后三层（⽹络层，数据链路层，物理层构成通信⼦⽹），计算机⽹络中的0SI参考模型的三个主要概念是服务，接⼝，协议。
OSI模型 推⼴最终以失败告终原因可归纳为以下4点：①OSI的专家们缺乏实际经验，他们在完成OSI标准时缺乏商业驱动⼒
② OSI的协议实现起来过分复杂，⽽且运⾏效率很低③ OSI标准的制定周期太长，因⽽使得按OSI标准⽣产的设备⽆法及时进⼊’市场
④OSI的层次划分不太合理，有些功能在多个层次中重复出现。
Ⅱ.五层模型
在五层模型中，通信两端都有5个层次。
应⽤层：五层结构中的最⾼层，与OSI的应⽤层，表⽰层，会话层相对应，与TCP/IP的应⽤层相同。
应⽤层的任务是如何通过应⽤进程间的交互来完成特定的⽹络应⽤，不同应⽤需要不同的应⽤层协议（如：
FTP，HTTP，SNMP等），应⽤层交互的数据单元成为报⽂。
传输层：负责进程间通信，提供应⽤进程端对端数据传输服务（主要有TCP和UDP协议）。
⽹络层：⽹络层任务是实现⽹络互联，互通。⽹络层把传输层传下来的报⽂段（或⽤户数据报）（⽤户数据报和IP数据报不同）封装成分组或包进⾏传送，然后在⽹络核⼼部分的交换结点间转发传送。⽹络层要选择合适的路由传输数据。
因特⽹由⼤量的异构⽹络通过路由器互联起来，因特⽹主要的⽹络层协议是⽆连接的互联⽹协议（IP协议）和许多种路由选择协议，因此因特⽹的⽹络层也称为互联⽹络层或IP层。
陈芸凡数据链路层：从源主机发送到⽬标主机的分组必须在⼀段⼀段的链路上传送，数据链路层的任务就是保证分组从链路⼀端传送到另⼀端，其上的数据单元成为帧（frame）。每⼀帧包括数据和必要的控制信息（如同步信息，差错控制等）。