计算机网络复习（Ch1概述）

1、ISP（Internet Service Producer）
主干ISP，地区ISP，本地ISP

2、IXP（Internet eXchange Point）
互联网交换点，允许两个网络直接相连并交换分组，而不需要第三个网络来转发分组。例如，两个地区ISP通过一个IXP连接起来，其下的两台主机交换分组时不必再经过上层的主干ISP，而是直接在两个地区ISP间交换分组

3、电路交换 报文交换 分组交换

若要传输大量的数据，且传输时间远大于连接建立时间，则电路交换的传输速率较快。报文交换和分组交换不需要预先分配宽带，传输突发数据可以提高信道利用率，分组交换比报文交换时延小且灵活度高。

4、计算机网络的性能
4.1、速率，数据的传输速率，也称为数据率或比特率，bit/s

4.2、带宽，本来是“某个信号具有的频带宽度”，单位Hz；现在在计网中表示“某通道传输数据的能力”，在单位时间网络的信道所能通过的“最高数据率”，比特每秒。

4.3、吞吐量，单位时间内通过某网络的实际数据量

4.4、时延，=发送+传播+处理+排队
发送时延：主机或路由器发送完数据帧的时间（相当于快递公司装运快递需要的时间）
传播时延：电磁波在信道中传播一定距离所需要的时间（相当于快递在路上运送的时间）
处理时延：主机或路由器在收到分组时要话费一定的时间进行处理，分析首部，提取数据，差错检验，路由选择等（相当于快递运送到每个地方要进行快递处理）
排队时延：分组进入路由器后要在输入队列中排队等待处理（相当于景点人多时大家要排队买票），同样在输出队列中也要排队等待发送，在网络的通信量很大时，队列溢出，分组会被丢弃，此时相当于排队时延无穷大。

特殊点：“光纤信道的速率高”是指以高速率向光纤信道中发送数据，而光纤本身的传播速率略低于铜线。

4.5、时延带宽积=传播时延*带宽

4.6、利用率
信道利用率指出某信道有百分之几的时间是被利用的。
网络利用率则是全网络的信道利用率的加权平均值。
注意：并非越高越好，时延会增大，出现堵塞。

5、协议三要素
语法是用户数据与控制信息的结构与格式
语义是发送者和接收者所要完成的操作，例如在何等条件下，数据必须重传或丢弃
时序是对事件发生顺序的详细说明。(也可称为“同步”)。

6、三种体系结构

学习专用五层模型：

引用自https://my.oschina.net/u/1378445/blog/285939

6.1、物理层
物理层不是指具体的物理设备或者信号传输的物理媒体，而是指在物理媒体之上为上一层（链路层）提供一个传输原始比特流的物理连接。这一层实现的硬件是集线器（hub），它对接收到的信号进行再生整形放大，以扩大网络的传输距离，同时把所有节点集中在以它为中心的节点上。

6.2、数据链路层
数据链路层协议有许多种，但是有三个基本问题则是共同的，这三个问题就是：封装成帧、透明传输、差错检测。关于差错控制，比特在传输过程中可能0变1，1变0，这叫做比特差错，数据链路层广泛使用了循环冗余检验CRC（Cyclic Redundancy Check）。数据链路层使用两种信道：点对点信道和广播信道，点对点协议PPP（point-to-point protocol）则是点对点信道常用的协议，也是该层最广泛的协议，工作在该层的硬件是网桥。

6.3、 网络层
第三层是网络层，网络层向上层提供的是无连接的数据报服务，数据报服务的可靠通信应该由用户主机来保证、连接的建立可以不需要、每个分组都有终点的完整地址、分组独立选择路由进行转发，当结点出故障时，故障结点可能会丢失分组，一些路由可能会发生改变，到达终点不一定按发送顺序，端到端的差错控制和流量控制由用户主机负责。网络层不提供服务质量的承诺，IP数据报首部中的检验和字段，只检验首部是否出现差错而不检查数据部分。如果主机中的进程之间的通信需要是可靠的，那么就由网络的主机中的运输层负责（包括差错处理、流量控制等），IP协议是该层的核心协议，IP协议的主要功能就是无连接的数据报传输、数据报路由选择和差错控制。

6.4、传输层
第四层是传输层，它属于面向通信的最高层，同时也是用户功能中的最底层。当网络的边缘部分中的两个主机使用网络的核心部分的功能进行端到端的通信时，只有主机的协议栈才有传输层，而网络核心部分中的路由器在转发分组时都只用到下三层的功能。网络层是为主机之间提供逻辑通信，而传输层为应用进程之间提供端到端的逻辑通信。端口是应用层各协议进程与运输实体进行层间交互的一种地址，传输层的端口号分为两大类，一是服务器使用的端口号，这里又分两类，熟知端口号，也叫系统端口号，数值为0～1023，例如FTP（21）、HTTP（80）、SMTP（25）等，另一种是登记端口号，数值在1024～49151；另一类是客户端使用的端口号，数值在49152～65535之间。
传输层有一个重要的功能是复用和分用，复用是指发送方不同的应用进程可以使用同一个传输层协议传送数据，而分用是指接收方的传输层在剥去报文的首部后能够把这些数据正确交付到目的进程。
传输层有两个协议，面向连接的TCP和无连接的UDP。UDP是无连接的，使用尽最大努力交付，即不可靠交付，UDP是面向报文的，UDP没有拥塞控制，因此网络出现的拥塞不会使源主机发送速率降低，UDP支持一对一、一对多、多对一、多对多的交互通信，UDP的首部开销小。TCP是面向连接的传输层协议，TCP连接只能是一对一的，它提供可靠的交付服务，也就是说，通过TCP连接传送的数据，无差错、不丢失、不重复、并且按序到达，TCP提供全双工通信，TCP是面向字节流的，TCP把应用程序交下来的数据块看成无结构的字节流，TCP不保证接收方应用程序收到的数据块和发送方应用程序所发出的数据块具有对应的大小关系（例如，发送方应用程序交给发送方TCP共10个数据块，但接收方的TCP可能只用4个数据块就把收到的字节流交付给了上层的应用程序，但接收方应用程序收到的字节流必须和发送方应用程序发出的字节流完全一样）。
TCP连接的端点叫做套接字（socket）或插口，即（IP地址：端口号），每一条TCP连接唯一地被通信两端的两个端点（即两个套接字）所确定。
TCP的运输连接有三个阶段，即连接建立、数据传送、连接释放。TCP连接建立的过程要使每一方能够确定对方的存在，主动发起连接建立的应用进行叫做客户（client），被动等待连接建立的应用进程叫做服务器（server），连接建立的过程叫做三次握手，假设A为客户，B为服务器，A发送一个报文给B，B发回确认，然后A再加以确认，来回共三次。

连接的释放需要发送四个包，因此成为四次挥手。客户端或服务器都可以主动发起挥手动作。

6.5、应用层
第五层是应用层，FTP（对应应用，文件传送）、HTTP（对应应用万维网）、TELNET（远程终端接入）、SMTP（电子邮件）使用的传输层协议都是TCP，DNS（名字转换）、TFTP（文件传送）、专用协议（IP电话、流式媒体通信）等使用的传输层协议都是UDP。

7、协议与服务
首先，协议的实现保证了能够向上一层提供服务。使用本层服务的实体只能看见服务而无法看见下面的协议。下面的协议对上面的实体是透明的。
其次，协议是“水平的”，即协议是控制对等实体之间通信的规则。但服务是“垂直的”，即服务是由下层向上层通过层间接口提供的。另外，并非在一个层内完成的全部功能都称为服务。只有那些能够被高一层实体“看得见”的功能才能称之为“服务”。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。