准时不早退的牛牛
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计算机网络复习笔记——考试版

计算机网络复习笔记

文章目录

  • 计算机网络复习笔记
    • 第一章 计算机网络和因特网
      • 1.1 什么是因特网——因特网的具体构成
      • 1.2 网络边缘
      • 1.3 网络核心
      • 1.4 分组交换网络中的时延、丢包和吞吐量
      • 1.5 协议层次及其服务模型
    • 第二章 应用层
      • 2.1 应用层协议原理
      • 2.2WEB和HTTP
    • 第三章 运输层
      • 3.1 概述和运输层服务
      • 3.2 多路复用与多路分解
      • 3.3 无连接传输 : UDP
      • 3.4 可靠数据传输的原理
      • 3.5 面向连接的传输 : TCP
      • 3.6 拥塞控制原理
      • 3.7 TCP拥塞控制
    • 第四章 网络层(数据平面)
      • 4.1 网络层概述
      • 4.3 网际协议:IPv4、寻址、IPv6及其他
    • 第五章 网络层(控制平面)
      • 5.1 概述
      • 5.2 路由选择算法
      • 5.3 因特网中自治系统内部的路由选择
    • 第六章 链路层和局域网
      • 6.1 链路层概述
      • 6.2 差错检测和纠正技术
      • 6.3 多路访问链路协议
      • 6.4 交换局域网
      • 6.7 回顾：Web页面请求的历程
    • 第七章 无线网络和移动网络
      • 7.1 概述
      • 7.2 无线链路和网络特征
      • 7.3 WiFi：802.11无线LAN

第一章 计算机网络和因特网

1.1 什么是因特网——因特网的具体构成

两种方式回答：

1.描述因特网的具体构成(具体硬件和软件组件)

2.根据为分布式应用提供服务的联网基础设施来描述

组成描述

用因特网的术语来说，所有连入因特网的设备都叫做主机或者端系统
连接在因特网上的数十亿计的互连计算机设备:
主机 = 端系统
运行网络应用程序

连接因特网上各种设备的通信链路
光纤，铜缆，无线电，人造卫星
传输速率 = 带宽

转发分组(数据块)的分组交换机
链路层交换机
路由器

因特网服务提供商ISP ：端系统通过ISP接入因特网，ISP也彼此互联
因特网协议:控制因特网中信息的接受和发送，因特网协议统称为TCP/IP
因特网标准：定义协议，实现各个协议及其作用取得一致作用，IETF研发，其标准文档称为RFC

服务描述

向应用程序提供服务的基础设施(分布式应用程序)
网页浏览、VoIP、电子邮件、 游戏、电子商务、社交网络、…
NC、云

向应用程序提供编程接口(套接字接口)
允许应用程序连接到因特网上的钩子
提供不同级别的服务可选项：类似于邮政服务

1.2 网络边缘

网络边缘:端系统(桌面计算机、服务器、移动计算机、越来越多的非传统物品)

网络应用服务模型：C/S、P2P

接入网：将网络边缘与网络核心(通常是边缘路由器)连接起来

边缘路由器：端系统到任何其它远程端系统的路径上的第一台路由器

接入的方式

​ 家庭：Modem拨号/ADSL拨号/HFC/FTTH/卫星

​ 机构：以太网/Wi-Fi

​ 广域无线接入：3G/4G/5G/LTE

物理媒体

​ 引导性媒体(信号沿固体媒体被引导):双绞线

​ 非引导性媒体(自由传播):同轴电缆、光缆、无线电

1.3 网络核心

第一代计算机网络——电路交换网络

数据交换过程

​ 第一步：建立连接

​ 第二步：交换数据

​ 第三步：释放连接

电路交换的特性

​ 数据交换前需建立起一条从发端到收端的物理通路

​ 在数据交换的全部时间内用户始终占用端到端的固定传输信道

​ 交换双方可实时进行数据交换而不会存在任何延迟

电路交换中的复用（分类）

​ 时分复用

​ 频分复用

存在的问题

​ 计算机之间的数据交换往往具有突发性和间歇性特征，而对电路交换而言，用户支付的费用则是按用户占用线路的时间来收费的

​ 不够灵活。只要在通话双方建立的通路中的任何一点出了故障，就必须重新拨号建立新的连接，这对紧急和重要通信是很不利的。

第二代计算机网络——分组交换网络

分组交换的工作流程

  1. 在发送端，先把较长的报文划分成较短的、固定长度的数据段
  2. 每一个数据段前面添加上首部构成分组
  3. 分组交换网以“分组”作为数据传输单元
  4. 依次把各分组发送到接收端
  5. 接收端收到分组后剥去首部还原成报文
  6. 最后，在接收端把收到的数据恢复成为原来的报文

分组交换网络分类

​ 虚电路网络

​ 数据报网络

ISP与因特网主干

1.4 分组交换网络中的时延、丢包和吞吐量

时延类型:

节点处理时延

​ dproc: 节点处理

​ 检查比特错误

​ 确定输出链路

​ 通常<毫秒

排队时延

​ 输出链路等待传输的时间

​ 取决于路由器的拥塞程度

传输时延:将所有分组比特推向链路的时间

​ L:分组长度 (bits)

​ R:链路带宽 (bps)
d t r a n s = L / R d_{trans}=L/R dtrans​=L/R
传播时延:一个比特从一台路由器到另一个路由器的时间

​ d:物理链路的长度

​ s:媒体中的传播速度 (~2x108 米/秒)
d p r o p = d / s d_{prop}=d/s dprop​=d/s
排队时延

假定

​ R=链路带宽 (bps)

​ L=分组长度 (bits)

​ a=平均分组到达速率

流量强度：La/R

​ La/R ~ 0: 平均排队时延很小，甚至为0

​ La/R < 1: 时延较小，且会随时间推延而变小

​ La/R = 1: 时延不会变化，具体数值取决于当时队列长度

​ La/R > 1: 平均时延较大，且随时间推延而趋于无穷!

端到端时延:

​
d e n d − e n d = N ( d p r o c + d t r a n s + d p r o p ) d_{end-end}=N(d_{proc}+d_{trans}+d_{prop}) dend−end​=N(dproc​+dtr

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