计算机网络(自顶向下)知识点总结

1．端系统和网络核心、协议

处在因特网边缘的部分就是连接在因特网上的所有的主机。这些主机又称为端系统(end system)

网络核心部分要向网络边缘中的大量主机提供连通性，使边缘部分中的任何一个主机都能够向其他主机通信（即传送或接收各种形式的数据）。在网络核心部分起特殊作用的是路由器(router)。路由器是实现分组交换(packet switching)的关键构件，其任务是转发收到的分组，这是网络核心部分最重要的功能。

注：分组交换主要有两类，一类叫做路由器，一类叫作链路层交换机。两者的作用类似，都是转发分组，不同点在于转发分组所依据的信息不同。路由器根据分组中的IP地址转发分组，链路层交换机根据分组中的目的MAC地址转发分组。

用于网络核心的交换技术主要有两种：电路交换(circuit switching)，分组交换(packet switching)

协议(protocol)是通信双方共同遵守的规则，主要用于指定分组格式以及接收到每个分组后执行的动作。

2．两种基本的服务

（1）面向连接的服务

保证从发送端发送到接收端的数据最终将按顺序、完整地到达接收端

面向连接服务的过程包括连接建立、数据传输和连接释放3个阶段。在数据交换之前，必须先建立连接；数据交换结束后，必须终止这个连接。传送数据时是按序传送的。

有握手信号，由tcp提供，提供可靠的流量控制和拥塞控制

（2）无连接服务

对于传输不提供任何保证

在无连接服务的情况下，两个实体之间的通信不需要先建立好一个连接，因此其下层的有关资源不需要事先进行预定保留。这些资源将在数据传输时动态地进行分配。

无连接服务的特点是无握手信号，由udp提供，不提供可靠的流量控制和拥塞控制，因而是一种不可靠的服务，称为“尽最大努力交付”。面向连接服务并不等同于可靠的服务，面向连接服务时可靠服务的一个必要条件，但不充分，还要加上一些措施才能实现可靠服务。

目前Internet只提供一种服务模型，”尽力而为”，无服务质量功能

3．复用技术

概念：是指能在同一传输媒质中同时传输多路信号的技术，目的提高通信线路的利用率。

频分复用（FDM）的所有用户在同样的时间占用不同的带宽资源。

时分复用（TDM）则是将时间划分为一段段等长的时分复用帧（TDM 帧）。每一个时分复用的用户在每一个TDM 帧中占用固定序号的时隙。利用不同的时隙传送不同的信号。

统计时分复用（STDM)在时分复用的基础上根据实际情况“按需分配”。

4．交换技术

“交换”(switching)就是按照某种方式动态地分配传输线路的资源。

1、电路交换：在通信进行过程中，网络为数据传输在传输路径上预留资源，这些资源只能被这次通信双方所使用；

2、分组交换：数据被分成一个一个的分组，每个分组均携带目的地址，网络并不为packet传输在沿途packet switches上预留资源，packet switches为每个packet独立确定转发方向.

与电路交换不同，链路、交换机/路由器等资源被多个用户所共享，交换机在转发一个分组时的速度为其输出链路的full速度。注：分组交换一般采用存储转发技术，分组在分组交换机中会经历一个排队(queuing)延迟。排队延迟与交换机的忙闲有关，大小可变。如果分组到达时缓存已满，则交换机会丢掉一个分组。分组交换网络有两大类1、Datagram（数据报)网络2、Virtual Circuit虚电路网络

3、报文交换

将形成的报文发送给结点交换机，结点交换机把收到的报文存储并送输入队列等待处理。结点交换机再依次对输入队列中报文做适当处理，然后根据报文头中的目的地址选择适当的输出链路。若链路空闲，便将报文发送下一个结点交换机；若输出链路正忙，则将报文送该链路的输出队列等待发送。这样，通过多次转发直至报文到达指定目标。

5．通讯介质及特点

导向传输媒体：双绞线、同轴电缆、光纤

非导向传输媒体：无线电通讯

1.双绞线（Twisted-Pair Copper Wire）抗电磁干扰，模拟传输和数字传输都可以用

2.同轴电缆（Coaxial Cable）广泛用于闭路电视中，容易安装、造价较低、网络抗干扰能力强、网络维护和扩展比较困难、电缆系统的断点较多,影响网络系统的可靠性。

3.光纤（Fiber Optics）传输损耗小，抗雷电和电磁干扰性好，保密性好，体积小，质量轻。

4.无线电通讯（Radio）用无线电传输，优点：通讯信道容量大，微波传输质量高可靠性高，与电缆载波相比，投资少见效快。缺点：在传播中受反射、阻挡、干涉的影响。

6、常见网络接入技术

接入网络指连接Host到边界路由器的物理链路(last mile)，分为家庭接入、单位接入和无线接入三类。

早期家庭上网通常使用拨号网络，利用调制解调器在普通电话线最多以56kbps的速率传输数据，此时在边界路由器处也需要一MODEM。因此，此时的接入网络是包括一对MODEM和一条点对点的电话线。由于速率较低，打电话和上网不能同时进行。

目前许多家庭使用宽带接入技术，如xDSL和HFC。

xDSL也是在模拟电话线路上传输数字信号，它使用了一种新的调制解调技术并且限定了最大传输距离，因此可以以更高速率进行数据传输。利用ADSL，打电话和上网可以同时进行，两者互不影响。ADSL之上行速率和下行速率不同。上行链路速率可达1Mbps，下行链路速率可达10Mbps。DSL使用频分多路复用技术，将通信链路分为三个频率互不覆盖的信道，分别为：

1、0~4KHz 的双向语音信道

2、4KHz~ 50KHz的上行数据信道

3、50KHz~1MHz的下行数据信道

另外一种宽带家庭接入网络技术是HFC。HFC与DSL技术不同，HFC在现有的广播有线电视系统基础上发展而来。在有线电视系统中，位于线缆头部的电视台向所有用户广播电视信号，电视信号沿电视台-〉用户方向进行传输和放大。HFC(混合光纤同轴电缆网)中，Host需要使用叫做线缆Modem的设备接入网络，Cable Modem将link分成上行和下行两个信道。由于信道是在多个用户之间所共享，因此存在拥塞和网络规模问题。与ADSL类似，HFC的上行信道速率要低于下行信道速率，并且整个信道被所有用户所共享。而ADSL使用的是Point to Point信道，是专用信道。

无线局域网（WLAN）技术是通过基站传输的网络接入技术，基站与有线网相连的。目前该系列包含三种标准：802.11a（2Mbps）、802.11b (11Mbps)以及802.11g (54Mbps)。

7、延时分类

1、传输时延（发送时延）

发送数据时，数据块从结点进入到传输媒体所需要的时间。也就是从发送数据帧的第一个比特算起，到该帧的最后一个比特发送完毕所需的时间。

2、传播时延

电磁波在信道中需要传播一定的距离而花费的时间。信号传输速率（即发送速率）和信号在信道上的传播速率是完全不同的概念。

3、处理时延：交换结点为存储转发而进行一些必要的处理所花费的时间。

4、排队时延：结点缓存队列中分组排队所经历的时延。排队时延的长短往往取决于网络中当时的通信量。

注：排队延迟是节点延迟中最复杂、也是最有趣的部分。之所以最有趣，指目前或多研究工作就是针对排队延迟来进行的，包括调度算法、缓存策略等。排队延迟与网络设备的负载状况密切相关，不同分组所经历的排队延迟会随着负载的变化而变化关于发送延迟和传播延迟，容易弄混。需要记住，传输延迟指将一个分组所有bit发送到link上所需的时间，与分组长度和发送速率有关，与两点之间的距离没有任何关系。而传播延迟指一位从链路的一端传播到另一端所需的时间，与link的长度和信号的传播速度有关。

8、TCP/IP的体系结构

1）层次、功能、层次之间的关系2）每层数据包的名称

3）每层地址4）接口、协议、服务

至上而下分为：

应用层：包含大量应用普遍需要的协议（如HTTP FTP SMTP DNS等）；应用传递的数据包叫做报文。

传输层：负责从应用层接收消息，并传输应用层的message，到达目的后将消息上交给应用。传输层的数据包叫做segment（段）此层协议有TCP UDP。

网络层：源Host的传输层协议负责将segment交给网络层，网络层负责将segment传输到目的host的传输层，网络层的数据包