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# 计算机网络 学习笔记


> 参考书籍：计算机网络 第7版 谢希仁

📔📕📖📗📘📙📚📓📒★⭐🌟🌠

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## 第一章 概述

### 1.1 计算机在信息时代中的作用



### 1.2 互联网概述

#### 🌠1.2.1 网络的网络

📓4-5

**计算机网络**由若干**结点**和连接这些结点的**链路**组成。

结点：计算机、集线器、交换机、路由器等。

网络把许多计算机连接在一起，而互联网则把许多网络通过路由器连接在一起。与网络相连的计算机常称为主机。



#### 🌠1.2.2 互联网基础结构发展的三个阶段

📓5

##### 第一阶段：从单个网络ARPANET向互联网发展。

**internet**：互连网，通用名词，泛指由多个计算机网络互连而成的计算机网络。

**Internet**：互联网、因特网，专用名词，指当前全球最大的、开放的、由众多网络相互连接而成的特定互连网，它采用TCP/IP协议族作为通信的规则，且其前身是美国的ARPANET。



##### 第二阶段：建成了三级结构互联网。

📓6

分为主干网、地区网、校园网（或企业网）



##### 第三阶段：逐渐形成了多层次ISP结构的互联网。

📓6

**互联网服务提供者**ISP(Internet Service Provider)，常译为**互联网服务提供商**。

**互联网交换点**IXP(Internet eXchange Point)

![1-3 基于ISP的多层结构的互联网的概念示意图](./static/diagram/1-3_基于ISP的多层结构的互联网的概念示意图.svg)

#### 1.2.3 互联网的标准化工作

📓10

**边缘部分（资源子网）**：由所连接在互联网上的主机组成。这部分是**用户直接使用的**，用来进行通信（传送数据、音频或视频）和资源共享。

**核心部分（通信子网）**：由大量网络和连接这些网络的路由器组成。这部分是**为边缘部分提供服务的**（提供连通性和交换）。

![图1-6_互联网的边缘部分与核心部分](./static/图1-6_互联网的边缘部分与核心部分.png)



### 🌠1.3互联网的形成

#### 🌠1.3.1 互联网的边缘部分

📓11-12

**主机A和主机B进行通信**指**主机A的某个进程和主机B上的另一个进程进行通信**，简称为**计算机之间的通信**。

##### （1）客户-服务器方式（C/S） Client/Server

客户是请求方，服务器是服务提供方。

![图1-7_客户-服务器工作方式](./static/图1-7_客户-服务器工作方式.png)



##### （2）对等方式（P2P） Peer-to-Peer

两台主机在通信时并不区分哪一个是服务请求方哪一个是服务提供方。

![图1-8_对等连接工作方式（P2P方式）](./static/图1-8_对等连接工作方式（P2P方式）.png)



#### 🌠1.3.2 互联网的核心部分

📓12-17

**路由器**：分组交换，存储转发

##### （1）电路交换：整个报文的比特流持续地从源点直达终点，好像在一个管道中传输

在通话的全部时间内，通话的两个用户始终占用端到端的通信资源。

线路的传输效率往往很低。

![图1-9_电话机的不同连接方法](./static/图1-9_电话机的不同连接方法.png)

![图1-10_电路交换的用户始终占用端到端的通信资源](./static/图1-10_电路交换的用户始终占用端到端的通信资源.png)



##### （2）报文交换：整个报文先传送到相邻结点，全部存储下来之后查找转发表，转发到下一个结点。



##### （3）分组交换：单个分组（这只是整个报文的一部分）传达到相邻结点，存储下来后查找转发表，转发到下一个结点。

![图1-11_以分组为基本单位在网络中传送](./static/图1-11_以分组为基本单位在网络中传送.png)

分组交换

| 优点 | 所采用的手段                                                 |
| ---- | ------------------------------------------------------------ |
| 高效 | 在传输分组的过程中动态分配传输带宽，对通信链路是逐段占用。   |
| 灵活 | 为每一个分组独立地选择最合适的转发路由。                     |
| 迅速 | 以分组作为传送单位，可以不建立连接就能向其他主机发送分组。   |
| 可靠 | 保证可靠性的网络协议；分布式多路由的分组交换网，使网络有很好的生存性。 |

![图1-13_三种交换的比较。电路交换；报文交换；分组交换，P1~P4表示4个分组](./static/图1-13_三种交换的比较。电路交换；报文交换；分组交换，P1~P4表示4个分组.png)





### 1.4 计算机网络在我国的发展



### 1.5 计算机网络的类别

#### 1.5.1 计算机网络的定义

#### 🌠1.5.2 几种不同类别的计算机网络

📓20

##### 按照网络的作用范围进行分类

|              中文              |     简写      |                  英文                   |
| :----------------------------: | :-----------: | :-------------------------------------: |
|             广域网             |      WAN      |            Wide Area Network            |
|             城域网             |      MAN      |        Metropolitan Area Network        |
|             局域网             |      LAN      |           Local Area Network            |
| 个人局域网<br />无线个人局域网 | PAN<br />WPAN | Personal Area Network<br />Wireless PAN |

##### 按照网络的使用者进行分类

|              中文              |     简写      |                  英文                   |
| :----------------------------: | :-----------: | :-------------------------------------: |
|             广域网             |      WAN      |            Wide Area Network            |
|             城域网             |      MAN      |        Metropolitan Area Network        |
|             局域网             |      LAN      |           Local Area Network            |
| 个人局域网<br />无线个人局域网 | PAN<br />WPAN | Personal Area Network<br />Wireless PAN |

### 1.6 计算机网络的性能⭐

#### 1.6.1 计算机网络的性能指标

📓21-25

> **比特**(bit)：binary digit，一个二进制数字。
>
> 换算：
>
> | 单位 | 英文  | 数量级          | 中文 |
> | ---- | ----- | --------------- | ---- |
> | k    | kilo  | 10<sup>3</sup>  | 千   |
> | M    | Mega  | 10<sup>6</sup>  | 兆   |
> | G    | Giga  | 10<sup>9</sup>  | 吉   |
> | T    | Tera  | 10<sup>12</sup> | 太   |
> | P    | Peta  | 10<sup>15</sup> | 拍   |
> | E    | Exa   | 10<sup>18</sup> | 艾   |
> | Z    | Zetta | 10<sup>21</sup> | 泽   |
> | Y    | Yotta | 10<sup>24</sup> | 尧   |
>
> 

##### （1）速率（数据率(data rate)，比特率(bit rate)）

定义：数据的传送速率。

单位：bit/s（比特每秒）



##### （2）带宽

两种意义

（1）本指

定义：信号具有的频带宽度。

单位：赫（千赫、兆赫、吉赫等）

（2）计算机网络中指 ✔（默认是这个意思）

定义：网络中某通道传送数据的能力，网络表示在单位时间内网络中的某信道所能通过的“最高数据率”。

单位：bit/s（比特每秒）（带宽的单位就是数据率的单位）



##### （3）吞吐量

定义：单位时间内通过某个网络（或信道、接口的实际数据量）

有时吞吐量还可用每秒传送的字节数或帧数来表示。



##### （4）时延（延迟、迟延）

定义：数据（一个报文或分组，甚至比特）从网络（或链路）的一端传送到另一端所需的时间。

由以下几部分组成

1. 发送时延：主机或路由器发送数据帧所需要的时间。

   计算公式：$发送时延={数据帧长度(bit)}/{发送速率(bit/s)}$

2. 


##### （5）

##### （6）








###### 正在整理......



#### 1.6.2 计算机网络的非性能特征



### 1.7 计算机网络体系结构⭐

#### 1.7.1 计算机网络体系结构的组成

#### 1.7.2 协议与划分层次

#### 1.7.3 具有五层协议的

#### 1.7.4 实体、协议、服务和服务访问点

#### 1.7.5 TCP/IP的体系结构



## 第二章 物理层

### 2.1 物理层的基本概念



### 2.2 数据通信的基础知识

#### 2.2.1 数据通信系统的概述

#### 2.2.2 有关信道的几个基本概念

#### 2.2.3 信道的极限容量



### 2.3 物理层下面的传输媒体

#### 2.3.1 导引型传输媒体

#### 2.3.2 非导引型传输媒体



### 2.4 信道复用技术

#### 2.4.1 频分复用、时分复用和统计时分复用

#### 2.4.2 波分复用

#### 2.4.3 码分复用



### 2.5 数字传输系统



### 2.6 宽带接入技术

#### 2.6.1 ADSL技术

#### 2.6.2 光纤同轴混合网（HFC网）

#### 2.6.3 FTTx技术



## 第三章 数据链路层

### 3.1 使用点对点信道的数据链路层

#### 3.1.1 数据链路和帧

#### 3.1.2 三个基本问题



### 3.2 点对点协议PPP

#### 3.2.1 PPP协议的特点

#### 3.2.2 PPP协议的帧格式

#### 3.2.3 PPP协议的工作状态



### 3.3 使用广播信道的数据链路层

> 广播信道以太网

#### 3.3.1 局域网的数据链路层

#### 3.3.2 CSMA/CD协议

#### 3.3.3 使用集线器的星型拓扑

#### 3.3.4 以太网的信道利用率

#### 3.3.5 以太网的MAC层



### 3.4 扩展的以太网

> 交换型以太网

#### 3.4.1 在物理层扩展以太网

#### 3.4.2 在数据链路层扩展以太网

#### 3.4.3 虚拟局域网



### 3.5 高速以太网

> 交换型以太网

#### 3.5.1 100BASE-T以太网

#### 3.5.2 吉比特以太网

#### 3.5.3 10吉比特以太网(10GE)和更快的以太网

#### 3.5.4 使用以太网进行宽带接入



## 第四章 网络层 

### 4.1 网络层提供的两种服务



### 4.2 网际协议IP

#### 4.2.1 虚拟互连网络

#### 4.2.2 分类的IP地址

#### 4.2.3 IP地址与硬件地址

#### 4.2.4 地址解析协议ARP

#### 4.2.5 IP数据报的格式

#### 4.2.6 IP层转发分组的流程



### 4.3 划分子网和构造子网

#### 4.3.1 划分子网

#### 4.3.2 使用子网时分组的转发

#### 4.3.3 无分类编址CIDR（构造超网）



### 4.4 网际控制报文协议ICMP

#### 4.4.1 ICMP报文的种类

#### 4.4.2 ICMP的应用举例



### 4.5 互联网的路由选择协议

#### 4.5.1 有关路由选择协议的几个基本概念

#### 4.5.2 内部网关协议RIP

#### 4.5.3 内部网关协议OSPF

#### 4.5.4 外部网关协议BGP

#### 4.5.5 路由器的构成



### 4.6 IPv6

#### 4.6.1 IPv6的基本首部

#### 4.6.2 IPv6的地址

#### 4.6.3 从IPv4向IPv6过渡

#### 4.6.4 ICMPv6



### 4.7 IP多播 ✘

#### 4.7.1 IP多播的基本概念

#### 4.7.2 在局域网上进行硬件多播

#### 4.7.3 网际组管理协议IGMP和多播路由选择协议



### 4.8 虚拟局域网VPN和网络地址转换NAT

####  4.8.1 虚拟局域网VPN

#### 4.8.2 网络地址转换NAT



### 4.9 多协议交换MPLS ✘

#### 4.9.1 MPLS的工作原理

#### 4.9.2 MPLS首部的位置与格式




## 第五章 运输层

### 5.1 运输层协议概述

#### 5.1.1 进程之间的通信

#### 5.1.2 运输层的两个主要协议

#### 5.1.3 运输层的端口



### 5.2 用户数据报协议UDP

#### 5.2.1 UDP概述

#### 5.2.2 UDP的首部格式



### 5.3 传输控制协议TCP概述

#### 5.3.1 TCP最主要的特点

#### 5.3.2 TCP的连接



### 5.4 可靠传输的工作原理

#### 5.4.1 停止等待协议

#### 5.4.2 连续ARQ协议



### 5.5 TCP报文段的首部格式



### 5.6 TCP可靠传输的实现

#### 5.6.1 以字节为单位的滑动窗口

#### 5.6.2 超时重传时间的选择

#### 5.6.3 选择确认SACK



### 5.7 TCP的流量控制

#### 5.7.1 利用滑动窗口实现流量控制

#### 5.7.2 TCP的传输效率



### 5.8 TCP的拥塞机制

#### 5.8.1 拥塞机制的一般原理

#### 5.8.2 TCP的拥塞控制办法

#### 5.8.3 主动队列管理AQM



### 5.9 TCP的运输连接管理

#### 5.9.1 TCP连接的建立

#### 5.9.2 TCP连接释放

#### 5.9.3 TCP的有限状态机



## 第六章 应用层

### 6.1 域名系统DNS

#### 6.1.1 域名系统概述

#### 6.1.2 互联网的域名系统

#### 6.1.3 域名服务器



### 6.2 文件传送协议

#### 6.2.1 FTP概述

#### 6.2.2 FTP的基本工作原理

#### 6.2.3 简单文件传送协议TFTP



### 6.3 远程终端协议TELNET



### 6.4 万维网WWW

#### 6.4.1 万维网概述

#### 6.4.2 统一资源定位符URL

#### 6.4.3 超文本传送协议HTTP

#### 6.4.4 万维网的文档

#### 6.4.5 万维网的信息检索系统

#### 6.4.6 博客和微博

#### 6.4.7 社交网站



### 6.5 电子邮件

#### 6.5.1 

#### 6.5.2

#### 6.5.3

#### 6.5.4

#### 6.5.5

#### 6.5.6



### 6.6 动态主机配置协议DHCP



### 6.7 简单网络管理协议SNMP

#### 6.7.1

#### 6.7.2

#### 6.7.3

#### 6.7.4



### 6.8 应用进程跨越网络的通信

#### 6.8.1 

#### 6.8.2



### 6.9 P2P应用

#### 6.9.1

#### 6.9.2

#### 6.9.3

#### 6.9.4





## 第七章 网络安全 ✘

### 7.1

#### 7.1.1

#### 7.1.2

#### 7.1.3



### 7.2

#### 7.2.1

#### 7.2.2



### 7.3



### 7.4

#### 7.4.1

#### 7.4.2



### 7.5

#### 7.5.1

#### 7.5.2



### 7.6

#### 7.6.1

#### 7.6.2

#### 7.6.3



#### 7.7

#### 7.7.1

#### 7.7.2



### 7.8 



## 第八章 互联网上的音频/视频服务 ✘

### 8.1



### 8.2

#### 8.2.1

#### 8.2.2

#### 8.2.3



### 8.3

#### 8.3.1

#### 8.3.2

#### 8.3.3

#### 8.3.4

#### 8.3.5

#### 8.3.6



### 8.4 

#### 8.4.1

#### 8.4.2

#### 8.4.3

#### 8.4.4







## 第九章 无线网络和移动网络

### 9.1

#### 9.1.1

#### 9.1.2

#### 9.1.3

#### 9.1.4



### 9.2



### 9.3



### 9.4

#### 9.4.1

#### 9.4.2

#### 9.4.3

#### 9.4.4

#### 9.4.5



### 9.5



# 一级标题

## 二级标题

### 三级标题

#### 四级标题

##### 五级标题

###### 六级标题

##### （1）

##### （2）

##### （3）

##### （4）

##### （5）

##### （6）