電腦網路筆記（一）謝希仁版__電腦

一、電腦網路概述中的重要概念

*1、網際網路的所有標準都是以RFC(Request For Comments)的形式在網際網路上發表的，它是網際網路協會（ISOC）下面的網際網路工程部IETF發行的工作檔案

*2、網際網路邊緣部分： 由所有串連在網際網路上的主機群組成的，這部分是使用者直接使用的。

2.1、在網路邊緣的端系統之間的通訊方式分為：C/S，P2P。

*3、網際網路的核心部分：由大量網路和串連這些網路的路由器組成的，這部分是為邊緣部分提供服務的（提供連通性和交換）

3.1、在核心部分中起特殊作用的是路由器，而路由器是實現封包交換的關鍵構件，其任務是轉寄收到的分組，特點是儲存轉寄。這是網路核心部分最重要的功能

3.2、交換的概念：按照某種方式動態地分配傳輸線路的資源

3.3.1、雖然在路由器中使用的是封包交換，但不得不提的是它是由電路交換原來演變來的。交換過程是：建立串連（開始佔用通訊資源）——通話（一直佔用通訊資源）——釋放串連（歸還通訊資源），它的缺點是，利用率在大部分情況下都很低。

3.3.2、因為，在電腦網路中，發送資料，是需要經過從應用程式層到物理層之間7層的加工處理，並且需要先建立串連。如果一次發送的資料大，並且傳送的時間比建立串連的時間大很多，那麼通道的利用率就比較高，其餘情況，則利用率都很低，實際情況中利用率一般為1%~10%。而報文交換和封包交換就沒有建立串連的過程，他們不需要預先分配傳輸寬頻。並且封包交換是把報文再次進行切割成包的基礎上進行的，所以在發送時延，處理時延，傳播時延，排隊時延的總和都比報文交換要短。此外，還有一點是，每個分組的交換是近似並行的，意思是在你將第一次分組發送出去後，就可以發送第二個分組（這個分組不管是否與第一個分組同屬於一個報文），而第一個分組很大可能還在通往目的地的路上，這就區別於電路交換的資源總是佔有。封包交換由於資料小，分組多，更加趨近於並行狀態，通道的空閑時段就小，效率就越高。

 

3.3.3、封包交換的過程：路由器收到一個分組，先暫時儲存一下，尋找轉寄表（表內的Ip是以地區來劃分的），如果目的ip屬於某個地區，就選擇相對應的路由。由於每個分組的轉寄是獨立的，所以，分組之間的轉寄路徑就可以是不一樣的。轉寄的分組比較多的時候，就可以在一個路由節點，分發分組給不同的下一個路由，達到並發執行的效果。而目的方，只需要在接收完一個完整的報文後，開始調整排序組合即可。

3.3.4、短分組的儲存介質是路由器的儲存空間（記憶體）

3.3.5、封包交換的特點：

     1、在分組傳輸的過程中動態分配傳輸寬頻，對通訊鏈路是逐段佔用。

     2、每一個分組可以獨立選擇轉寄路由

     3、不需要串連就可以發送分組

     4、可靠，儲存轉寄（不會因為某一條鏈路發生問題而導致無法傳輸，因為拓撲結構的網際網路總是有多條鏈路可達一個目的地）

*4、兩個程式之間的通訊，或者兩個主機之間的通訊，其實究其本質都是進程之間的通訊。

*5、分組（包）是在網際網路中傳送的資料單元

*6、報文是二進位的，也就意味這OSI體系中，所有操作都是位元流的操作

*7、電腦儲存中，都是以Byte位元組作為最小單位，而電腦網路傳輸中是以bit位作為最小單位，而且，電腦儲存中K= 2^10，M=2^20，G=2^30,，電腦網路傳輸中K=10^3，M=10^6，G=10^9。所以在計算下載數度時就有近乎八倍的關係：頻寬單位MBps，下載流量單位：MBps，這兩個M是不一樣的

*8、一般的頻寬測速系統測速都是算資料的淨荷（不加包的首部，握手資訊）

*9、流量是下載資料和上傳資料的總和

*10、廣域網路是網際網路的核心部分

*11、接入網不屬於網際網路的核心部分，也不屬於網際網路的邊緣部分。例如ISP（Internet Service Provider）就是一個接入網，是網際網路邊緣與核心部分的串連橋樑

*12、時延：

發送時延=資料幀長度（b）/發送速率（bps）

傳播時延=通道長度（m'）/電磁波在通道上的傳播速度（mps）

處理時延：分析首部，提取資料部分，進行差錯檢驗，尋找適當的路由

排隊時延：在進過路由器時，由於大量包導致的隊列等待時間

*13、資料發送器：網路介面卡

*14、鍵盤上鍵入一個字元就是1個位元組，8位（當然，不同編碼有不同的說法，這裡指鍵盤輸入），半形符號都是一個字元，全交符號為兩個字元，例如漢字

*15、頻寬就是一次在鏈路上能傳輸多大的資料

*16、通道利用率：D（網路當前時延）=D0（網路空閑時延）/（1-U（網路利用率））

*17、OSI/RM模型是ISO提出的

*18、應用程式層：通過應用進程間的互動來完成特定網路應用，比如HTTP ,SMTP ,FTP ,DNS ,TFTP ,TELNET ,WWW ,IMAP, MIME ,DHCP,,SNMP 協議。這樣層乾的事其實就是告訴接收者（加首部），要如何解析收到的資料內容，這些雙方約定的解析格式就是協議

18.1、應用程式層的互動資料單元稱為報文（由所要傳輸的內容的總大小通過規定的報文大小，切割而來的）

*19、運輸層：負責像兩個主機中進程之間的通訊提供通用的Data Transmission Service。這次所做的其實就是確定傳輸的方法，然後對資料進行相對應的加工進首部

19.1、TCP（Transmission Control Protocol），其傳輸單位為報文段（是由報文再經過一定的大小切割而來）

19.2、UDP（User Datagram Protocol），傳輸單位為資料報（等同於報文，只是不同層的不同叫法）

*20、網路層：1、負責把運輸層產生的報文段或者資料包分裝成分組或包。2、選擇合適的路由

20.1、網際網路的網路層使用的是IP（Internet  Protocol）

*21、資料連結層：負責將網路層傳下來的分組或者包進行編號，因為，在傳輸鏈路中，分組的轉寄是獨立的，那麼怎麼在最後裝配成完整的內容呢。這就需要在鏈路層為分組添加頭尾，就像一個雙向指標鏈表一樣，有pre和next指標。且包含控制資訊（同步資訊，地址資訊，差錯控制）

21.1、鏈路層互動的資料單元叫做資料幀

*22、物理層：確定位元（0/1）的表示方式和識別方法，改用多大的電壓表示1，多小的電壓表示0；確定串連電纜的插頭應當有多少根引腳以及各引腳應當如何串連。而測定電頻的大小卻不屬於物理層。

*23、協議是兩個主機間對等的互動，通過PDU（Protocol Data Unit）進行互動。服務是一個主機中上下層這間的互動，在SAP（Service Access Point）通過SDU（Service Data Unit）進行互動。一個SDU可以由幾個PDU組成，一個PDU也可以由幾個SDU組成

*24、everything over IP：TCP/IP協議可以為各式各樣的應用體格服務

 IP over everything：iP協議可以在各式各樣網路構成的互連網中運行

*25、服務透明：即下層看不到上層的協議，而只能使用上層提供的介面，不需要瞭解其中的實現過程，這與面對對象編程的思想是一致的

*26、網路通訊協定的三要素：

(1) 語義。語義是解釋控制資訊每個部分的意義。它規定了需要發出何種控制資訊，以及完成的動作與做出什麼樣的響應。 (2) 文法。文法是使用者資料與控制資訊的結構與格式，以及資料出現的順序。 (3) 時序。時序是對事件發生順序的詳細說明。（也可稱為“同步”）。

*27、主幹網ISP和本地接入網的區別是：主幹網接的是光釺，而本地接入網則是5類線或6類線