1、计算机网络概述（计算机网络笔记）

一、概述

• 局域网：局域网（Local Area Network，LAN）是指在某一区域内由多台计算机互联成的计算机组。覆盖范围小，自己花钱买设备，宽带是固定的，自己维护。

• Internet：由众多ISP（网络运营商）构成，有自己的机房，对网民提供访问Internet连接。

• 广域网：距离比较远（这里不一定是指实际距离，而是指链路的距离），花钱买带宽，无须自己维护设备。

1.1 网络传输

1

说明：这里我们通过一个例子来描述数据是如何在网络中进行传输的。这里左边的局域网表示学校，而右边表示公司的局域网，中间表示互联网。其中 m表示 mac地址。

• 这里学校里的计算机（上面那台）想要访问公司的局域网，其地址为www.baidu.com，首先此计算机需要知道此域名和哪个IP地址相对应，于是要将此域名发送到DNS（维护域名和IP地址的映射关系）中去解析。这里解析完之后知道对应地址为13.0.0.2。于是要向此地址发送请求。
• 发送请求时要封装一个数据包，其中包含内容为：

|1|2|3|4|5|
|------------|
|实际数据|源地址15.0.0.2|目标地址13.0.0.2|m4|m5|
之所以需要物理地址，就是因为网卡在将数据发送出去的时候需要知道发送到路由器G，而不是下面那台电脑。这里需要注意，如果前面三段合起来称为数据包，加上后面的两个物理地址称为数据帧。

• 几个概念
  子网掩码：如255.0.0.0，这里表示IP地址的第一段为网络段，而后面三段表示主机段，网路段就是用来和互联网中其他局域网或主机交互的地址信息，而主机段就是局域网内部对各主机的一种编号。
  网关：这里可以看到学校局域网的网关是15.0.0.1，起始就是表示一个局域网和外界交互的关口。这里就是路由器的IP地址。
  物理地址：其实就是一个对硬件的标识，每台机器都不一样，是一个48位二进制编号，在上面我们已经解释了他的作用。

• 上面我们说了，现在请求已经到达了路由器G了，那么G必须先将请求发送给A，于是这里我们需要重写后面两个物理地址，发送的内容就变为：

|1|2|3|4|5|
|------------|
|实际数据|源地址15.0.0.2|目标地址13.0.0.2|m7|m8|
虽然物理地址变了，但是前面的数据包是没变的 。就这样依次发送到需要的主机上。

• 公司中主机在响应数据的时候可能网页数据较大，此时需要将一个网页分成多块进行发送，并对各块进行编号，依次放入网卡的缓存中进行发送，每块数据在发送过程中，缓存是不能将这块数据删除的，只有当这块数据发送到指定主机，主机返回确认信息之后才能删除，这样依次将数据响应给学校主机。

1.2 OSI参考模型

• 应用层：所有能产生网络流量的程序
• 表示层：在传输之前是否进行加密或压缩处理成二进制ASCII编码，比如出现乱码页式表示层出现了问题
• 会话层：查木马(netstat –n)（即打开的窗口上显示对应的网页内容，也就是客户端和服务端建立了会话）
• 传输层：可靠传输，流量控制，不可靠传输
• 网络层：负责选择最佳路径 ，规划IP地址
• 数据链路层：定义帧的开始和结束，透明传输，差错校验
• 物理层：接口标准 、电器标准 、如何在物理链路上传输更快的速度

1.3 OSI参考模型对网络排错的指导

一般排错需要从底层往上进行故障排查：

• 物理层：比如查看网线有没有接上，接上与没有接上的区别如下：

  
  
  

  2
  
  

  可以看到左边就表示没有接上，而右边表示连接上了。但是有时候显示连接上了，但是网络还是不通，此时我们需要查看网络连接：

  
  
  

  3
  
  如上，如果已发送的字节有，而已接收却没有字节，这可能表示水晶头有问题了。

• 数据链路层：比如在一个局域网中可以上网，但是在另一个局域网中却不能上网，此时有可能是在前一个局域网中物理地址冲突，因为物理地址是可以改的，这就是数据链路层的问题。再比如有时候欠费也是数据链路层被断开了。还有两个互相连接的网卡的带宽是进行协商的，但是如果将某张网卡的带宽强制设置成某个数，那么有可能导致带宽不一致，最后导致网络不通。

• 网络层：比如设置的IP与路由器不是在一个网段，或者网关设置错误（导致计算机没有连接外部网络的关口），还有路由器如果没有配置到达目标地址的信息页式网络层故障。

• 应用层：这里我们将网络层向上都归属为应用层故障。网络不通不一定是网络问题，有可能是应用程序的问题，比如浏览器是不是设置了代理等等原因。

1.4 TCP/IP协议和OSI参考模型

4

说明：这里 TCP/IP协议是将 OSI参考模型进行了简化，但是有时候一层中也是分层的，比如网路层中的 ARP就是为 IP协议服务，而 IP协议就是为 ICMP、IGMP服务的。数据在使用此协议进行传输的时候首先要进行封装，过程如下：

5

6

1.5 计算机网络的性能

• 1、速率：连接在计算机网络上的主机在数字信道上传送数据位数的速率，也称为data rate或bit rate。单位为b/s，kb/s等。这里要注意我们经常听到的带宽为4M，其使用的单位就是比特率，但是我们在360加速球上看到的速率是使用的byte rate，也就是说如果带宽是4M，而在加速球上看到的是400k/s，那么就差不多是对的了，需要除以8。

• 2、带宽：数据通信领域中，数字信道所能传送的最高数据率。单位为b/s，kb/s等。

• 3、吞吐量：即在单位时间内通过某个网络的总的数据量；单位为b/s，kb/s等。这里包括接收和发送的总数据量。

• 4、时延
  

  

  7
  
  
  

  8
  
  说明：发送时延是指从数据块的第一个比特开始发送算起，到最后一个比特发送完毕所需的时间，传播时延是指在网路上传播所需时间，排队时延和处理时延是指路由器对数据的一些处理所占用的时间。我们平常说的带宽提高指的不是传播速度快了，因为这和介质有关，这里是指发送时延降低了。

• 5、时延带宽积
  

  

  9
  
  说明：实际意义就是指有多少数据在链路中传播。

• 6、往返时间RTT（Round-Trip Time）：从发送方发送数据开始到发送方收到接收方确认。使用ping命令进行测试。

• 7、利用率

  
  
  

  10