计算机网络笔记——第一章+前述

计网真的很重要，也很有用——一个上课没听课，现在暑假恶补的大三狗

前述

大三"学"了计算机网络，上课的时候听得云里雾里（这门课有点难听，跟历史课一样，但是我曾经是个历史迷），然后个人原因（懒），没怎么听过课，考试前用了三天看了一遍书，那是一段效率高得不得了的日子...但是唯独计网我是把书基本看完了，老实说，那三天我真的觉得计网真的不难看，为此还画了个计网的知识结构图，纯应试，就不贴上来了。尔后面试被问起了计网的知识，答不上来，然后下定决心，暑假再看一遍计网的书，做一个笔记出来，刚好这时候喜欢上markdown，就本地用atom写了个笔记。这里分章上传到

关于计网的作用：计网在教科书阶段，不涉及什么代码，也不叫你写算法，但是里面的思想真的很巧妙，例如五层体系结构，很精妙的架构思想，而TCP的建立连接和断开连接，考虑很周到，路由选择协议的RIP和OSPF等等。很多东西你即使不是很清楚具体细节，但是潜移默化地影响以后的打码，甚至生活。

参考书籍：
计算机网络第六版谢希仁编著，电子工业出版社

注：这篇笔记只是对书本的重要知识点做个简述，只能当作知识索引，详细内容需要看专业书籍或者百科之类的。

第一章.计算机网络的基本概念

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。因特网是世界上最大的计算机网络。

因特网的发展分为三个阶段：

1. 由单个网络ARPANET（由美国国防部创建第一个分组交换组），而后TCP/IP协议的发明标志因特网诞生。
2. 第二阶段是建成了三级结构的因特网：主干网，地区网和校园网。
3. 第三阶段是逐渐形成了多层次ISP（因特网提供商）结构的因特网。

因特网的组成

因特网的组成可以分为两大块。

• 核心部分：由大量的网络和连接这些网络的路由器组成，为边缘部分提供服务。在核心部分启特殊作用的 路由器，路由器是实现分组交换的关键构件，其任务是转发收到的分组。
• 边缘部分：由所有连接在因特网上的主机组成，是用户直接使用的。

因特网的核心部分是由许多网络和把他们连起来的路由器组成的，而主机处于因特网的边缘部分

电路交换和分组交换：

• 电路交换：最初出现在电话机上面，为了避免每台电话都用电话线两两相连，人们使用
  电话交换机将这些电话连接起来。通信双方在通信过程需要占用一条专用的物理通路，
  这种必须经过建立连接->通话->释放连接的交换方式称为电路交换。
• 分组交换：采用存储转发技术。把一个报文划分为几个等长数据段，每一个数据段前面
  加上一些必要的控制信息组成的首部，组成一个分组。

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计算机网络的类别

按照网络的作用范围分类

1. 广域网WAN.
2. 城域网MAN.
3. 局域网LAN.
4. 个人区域网PAN.例如无线个人区域网WPAN

时延

指数据从网络的一端传送到另一端所需的时间，由发送时延和传播时延以及处理时延和排队时延组成.

• 发送时延:主机或者路由器发送数据帧所需要的时间.
  发送时延=数据帧长度(b)/发送速率(b/s)

• 传播时延:电磁波在信道中传播一定距离所需要花费的时间.
  传播时延=信道长度(m)/电磁波在信道上的传播速率(m/s)

由于传播时延基本固定，所以提升网速只能在发送时延上做工作

时延带宽积

表示发送的第一个比特即将达到终点时，链路上可容纳多少比特

时延带宽积=传播时延*带宽

五层协议的体系结构

从底向上分别是 物理层 ，数据链路层，网络层，运输层，应用层.

1. 物理层:所传数据单位是bit.解决的问题，例如多大电压分别表示1和0，电缆插头引脚数，但不包括解释每个bit代表的意思.

2. 数据链路层:所传数据单位为帧.解决的问题，保证两端链路上的数据传输和数据解读，差错检测等。数据出错时，链路层只是简单地丢弃帧，并不会做纠错等.

3. 网络层:使用IP协议，为分组交换网上的不同主机提供通信服务.数据传输单位为IP数据报.解决的问题，选择合适的路由从而找到目标主机.

4. 运输层:负责向两个主机进程之间的通信提供可靠通用的数据传输服务.使用TCP，UDP等协议.有分用和复用的功能.复用就是多个应用层进程可同时使用下层运输层的服务，分用是运输层把收到的信息分别交付上面应用层中的相应进程.

5. 应用层:通过应用进程间的交互来完成特定网络应用.使用的协议好多，因为协议是由应用程序决定的，例如HTTP,FTP,SMTP.我们将应用层交互的数据单元称为报文.