計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)筆記整理

筆記根據(jù)B站 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)微課堂（有字幕無(wú)背景音樂版）（陸續(xù)更新中…） 視頻整理
原筆記鏈接 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，在原筆記的基礎(chǔ)上添加了個(gè)人的部分理解，十分感謝這位同學(xué)。

目錄

• 圖示說明
• 1.1、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在信息時(shí)代的作用
• • 我國(guó)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展?fàn)顩r
• 1.2、因特網(wǎng)概述
• • 1、網(wǎng)絡(luò)、互連網(wǎng)（互聯(lián)網(wǎng)）和因特網(wǎng)
  • 2、因特網(wǎng)發(fā)展的三個(gè)階段
  • 3、因特網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)化工作
  • 4、因特網(wǎng)的組成
  • 5、補(bǔ)充：
• 1.3 三種交換方式
• • 1、電路交換（Circuit Switching）
  • 2、分組交換（Packet Switching）
  • 3、報(bào)文交換（Message Switching）
  • 4、三種交換方式的對(duì)比
• 1.4 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義和分類
• • 1、定義
  • 2、分類
• 1.5 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的性能指標(biāo)
• • 1、速率
  • 2、帶寬
  • 3、吞吐量
  • 4、時(shí)延
  • 5、時(shí)延帶寬積
  • 6、往返時(shí)間
  • 7、利用率
  • 8、丟包率
• 1.6 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)
• • 1、常見的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)
  • 2、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)分層的必要性
  • 3、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)分層思想舉例
  • 4、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中的專用術(shù)語(yǔ)
• 1.7、總結(jié)

圖示說明

代表著主機(jī)
代表服務(wù)器

代表著路由器

代表著網(wǎng)絡(luò)

1.1、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在信息時(shí)代的作用

• 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)已由一種通信基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展成為一種重要的信息服務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施
• 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)像水，電，煤氣這些基礎(chǔ)設(shè)施一樣，成為我們生活中不可或缺的一部分

我國(guó)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展?fàn)顩r

中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)信息中心CNNIC

---

1.2、因特網(wǎng)概述

1、網(wǎng)絡(luò)、互連網(wǎng)（互聯(lián)網(wǎng)）和因特網(wǎng)

網(wǎng)絡(luò)：網(wǎng)絡(luò)（Network）由若干結(jié)點(diǎn)（Node）和連接這些結(jié)點(diǎn)的鏈路（Link組成。

互連網(wǎng)（互聯(lián)網(wǎng)）：多個(gè)網(wǎng)絡(luò)通過路由器互連起來，這樣就構(gòu)成了一個(gè)覆蓋范圍更大的網(wǎng)絡(luò)，即互連網(wǎng)（互聯(lián)網(wǎng)）。因此，互聯(lián)網(wǎng)又稱為“網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)（Network of Networks）”。

因特網(wǎng)：因特網(wǎng)（Internet）是世界上最大的互連網(wǎng)絡(luò)（用戶數(shù)以億計(jì)，互連的網(wǎng)絡(luò)數(shù)以百萬(wàn)計(jì)）。

internet與Internet的區(qū)別

• internet(互聯(lián)網(wǎng)或互連網(wǎng))是一個(gè)通用名詞，它泛指多個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)互連而成的網(wǎng)絡(luò)。在這些網(wǎng)絡(luò)之間的通信協(xié)議可以是任意的。
• Internet（因特網(wǎng)）則是一個(gè)專用名詞，它指當(dāng)前全球最大的、開放的、由眾多網(wǎng)絡(luò)互連而成的特定計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，它采用TCP/IP協(xié)議族作為通信的規(guī)則，其前身是美國(guó)的ARPANET。

任意把幾個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)互連起來（不管采用什么協(xié)議），并能夠相互通信，這樣構(gòu)成的是一個(gè)互連網(wǎng)(internet) ，而不是互聯(lián)網(wǎng)(Internet)。

2、因特網(wǎng)發(fā)展的三個(gè)階段

因特網(wǎng)服務(wù)提供者ISP(Internet Service Provider)

普通用戶是如何接入到因特網(wǎng)的呢？

答：通過ISP接入因特網(wǎng)

ISP可以從因特網(wǎng)管理機(jī)構(gòu)申請(qǐng)到成塊的IP地址，同時(shí)擁有通信線路以及路由器等聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。任何機(jī)構(gòu)和個(gè)人只需繳納費(fèi)用，就可從ISP的得到所需要的IP地址。

因?yàn)橐蛱鼐W(wǎng)上的主機(jī)都必須有IP地址才能進(jìn)行通信，這樣就可以通過該ISP接入到因特網(wǎng)

中國(guó)的三大ISP：中國(guó)電信，中國(guó)聯(lián)通和中國(guó)移動(dòng)

基于ISP的三層結(jié)構(gòu)的因特網(wǎng)

一旦某個(gè)用戶能夠接入到因特網(wǎng)，那么他也可以成為一個(gè)ISP，所需要做的就是購(gòu)買一些如調(diào)制解調(diào)器或路由器這樣的設(shè)備，讓其他用戶可以和他相連。

3、因特網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)化工作

• 因特網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)化工作對(duì)因特網(wǎng)的發(fā)展起到了非常重要的作用。
• 因特網(wǎng)在指定其標(biāo)準(zhǔn)上的一個(gè)很大的特點(diǎn)是面向公眾。
  • 因特網(wǎng)所有的RFC(Request For Comments)技術(shù)文檔都可從因特網(wǎng)上免費(fèi)下載；
  • 任何人都可以隨時(shí)用電子郵件發(fā)表對(duì)某個(gè)文檔的意見或建議。
• 因特網(wǎng)協(xié)會(huì)ISOC是一個(gè)國(guó)際性組織，它負(fù)責(zé)對(duì)因特網(wǎng)進(jìn)行全面管理，以及在世界范圍內(nèi)促進(jìn)其發(fā)展和使用。
  • 因特網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)委員會(huì)IAB，負(fù)責(zé)管理因特網(wǎng)有關(guān)協(xié)議的開發(fā)；
  • 因特網(wǎng)工程部IETF，負(fù)責(zé)研究中短期工程問題，主要針對(duì)協(xié)議的開發(fā)和標(biāo)準(zhǔn)化；
  • 因特網(wǎng)研究部IRTF，從事理論方面的研究和開發(fā)一些需要長(zhǎng)期考慮的問題。

• 制訂因特網(wǎng)的正式標(biāo)準(zhǔn)要經(jīng)過一下4個(gè)階段：

  1、因特網(wǎng)草案（在這個(gè)階段還不是RFC文檔）

  2、建議標(biāo)準(zhǔn)（從這個(gè)階段開始就成為RFC文檔）

  3、草案標(biāo)準(zhǔn)

  4、因特網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)

4、因特網(wǎng)的組成

• 邊緣部分

  由所有連接在因特網(wǎng)上的主機(jī)組成（臺(tái)式電腦，大型服務(wù)器，筆記本電腦，平板，智能手機(jī)等）。這部分是用戶直接使用的，用來進(jìn)行通信（傳送數(shù)據(jù)、音頻或視頻）和資源共享。

• 核心部分

  由大量網(wǎng)絡(luò)和連接這些網(wǎng)絡(luò)的路由器組成。這部分是為邊緣部分提供服務(wù)的（提供連通性和交換）。

路由器是一種專用計(jì)算機(jī)，但我們不稱它為主機(jī)，路由器是實(shí)現(xiàn)分組交換的關(guān)鍵構(gòu)建，其任務(wù)是轉(zhuǎn)發(fā)收到的分組，這是網(wǎng)絡(luò)核心最重要的部分。

處在互聯(lián)網(wǎng)邊緣的部分就是連接在互聯(lián)網(wǎng)上的所有的主機(jī)。這些主機(jī)又稱為端系統(tǒng) (end system)。

端系統(tǒng)在功能上可能有很大的差別：

小的端系統(tǒng)可以是一臺(tái)普通個(gè)人電腦，具有上網(wǎng)功能的智能手機(jī)，甚至是一個(gè)很小的網(wǎng)絡(luò)攝像頭。

大的端系統(tǒng)則可以是一臺(tái)非常昂貴的大型計(jì)算機(jī)。

端系統(tǒng)的擁有者可以是個(gè)人，也可以是單位（如學(xué)校、企業(yè)、政府機(jī)關(guān)等），當(dāng)然也可以是某個(gè)ISP。

5、補(bǔ)充：

端系統(tǒng)之間通信的含義

“主機(jī) A 和主機(jī) B 進(jìn)行通信”實(shí)際上是指：“運(yùn)行在主機(jī) A 上的某個(gè)程序和運(yùn)行在主機(jī) B 上的另一個(gè)程序進(jìn)行通信”。即“主機(jī) A 的某個(gè)進(jìn)程和主機(jī) B 上的另一個(gè)進(jìn)程進(jìn)行通信”。簡(jiǎn)稱為“計(jì)算機(jī)之間通信”。

端系統(tǒng)之間的通信方式通常可劃分為兩大類：

客戶-服務(wù)器方式：

• 客戶 (client) 和服務(wù)器 (server) 都是指通信中所涉及的兩個(gè)應(yīng)用進(jìn)程。
• 客戶 - 服務(wù)器方式所描述的是進(jìn)程之間服務(wù)和被服務(wù)的關(guān)系。
• 客戶是服務(wù)的請(qǐng)求方，服務(wù)器是服務(wù)的提供方。

服務(wù)請(qǐng)求方和服務(wù)提供方都要使用網(wǎng)絡(luò)核心部分所提供的服務(wù)。

對(duì)等連接方式：

• 對(duì)等連接 (peer-to-peer，簡(jiǎn)寫為 P2P ) 是指兩個(gè)主機(jī)在通信時(shí)并不區(qū)分哪一個(gè)是服務(wù)請(qǐng)求方還是服務(wù)提供方。
• 只要兩個(gè)主機(jī)都運(yùn)行了對(duì)等連接軟件 ( P2P 軟件) ，它們就可以進(jìn)行平等的、對(duì)等連接通信。
• 雙方都可以下載對(duì)方已經(jīng)存儲(chǔ)在硬盤中的共享文檔。

---

1.3 三種交換方式

網(wǎng)絡(luò)核心部分是互聯(lián)網(wǎng)中最復(fù)雜的部分。

網(wǎng)絡(luò)中的核心部分要向網(wǎng)絡(luò)邊緣中的大量主機(jī)提供連通性，使邊緣部分中的任何一個(gè)主機(jī)都能夠向其他主機(jī)通信（即傳送或接收各種形式的數(shù)據(jù)）。

在網(wǎng)絡(luò)核心部分起特殊作用的是路由器(router)。

路由器是實(shí)現(xiàn)分組交換 (packet switching) 的關(guān)鍵構(gòu)件，其任務(wù)是轉(zhuǎn)發(fā)收到的分組，這是網(wǎng)絡(luò)核心部分最重要的功能。

1、電路交換（Circuit Switching）

傳統(tǒng)兩兩相連的方式，當(dāng)電話數(shù)量很多時(shí)，電話線也很多，就很不方便

所以要使得每一部電話能夠很方便地和另一部電話進(jìn)行通信，就應(yīng)該使用一個(gè)中間設(shè)備將這些電話連接起來，這個(gè)中間設(shè)備就是電話交換機(jī)

• 電話交換機(jī)接通電話線的方式稱為電路交換；

• 從通信資源的分配角度來看，交換（Switching）就是按照某種方式動(dòng)態(tài)地分配傳輸線路的資源；

• 電路交換的三個(gè)步驟：

  1、建立連接（分配通信資源）

  2、通話（一直占用通信資源）

  3、釋放連接（歸還通信資源）

當(dāng)使用電路交換來傳送計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)時(shí)，其線路的傳輸效率往往很低。

這是因?yàn)橛?jì)算機(jī)數(shù)據(jù)是突發(fā)式地出現(xiàn)在傳輸線路上的。

所以計(jì)算機(jī)通常采用的是分組交換，而不是線路交換

2、分組交換（Packet Switching）

通常我們把表示該消息的整塊數(shù)據(jù)成為一個(gè)報(bào)文。

在發(fā)送報(bào)文之前，先把較長(zhǎng)的報(bào)文劃分成一個(gè)個(gè)更小的等長(zhǎng)數(shù)據(jù)段，在每一個(gè)數(shù)據(jù)段前面。加上一些由必要的控制信息組成的首部后，就構(gòu)成一個(gè)分組，也可簡(jiǎn)稱為“包”，相應(yīng)地，首部也可稱為“包頭”。

首部包含了分組的目的地址

分組從源主機(jī)到目的主機(jī)，可走不同的路徑。

發(fā)送方

• 構(gòu)造分組
• 發(fā)送分組

路由器

• 緩存分組
• 轉(zhuǎn)發(fā)分組
• 簡(jiǎn)稱為“分組轉(zhuǎn)發(fā)”

在路由器中的輸入和輸出端口之間沒有直接連線。

路由器處理分組的過程是：

把收到的分組先放入緩存（暫時(shí)存儲(chǔ)）；

查找轉(zhuǎn)發(fā)表，找出到某個(gè)目的地址應(yīng)從哪個(gè)端口轉(zhuǎn)發(fā)；

把分組送到適當(dāng)?shù)亩丝?strong>轉(zhuǎn)發(fā)出去。

接收方

• 接收分組
• 還原報(bào)文

3、報(bào)文交換（Message Switching）

報(bào)文交換中的交換結(jié)點(diǎn)也采用存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)方式，但報(bào)文交換對(duì)報(bào)文的大小沒有限制，這就要求交換結(jié)點(diǎn)需要較大的緩存空間。報(bào)文交換主要用于早期的電報(bào)通信網(wǎng)，現(xiàn)在較少使用，通常被較先進(jìn)的分組交換方式所取代。

4、三種交換方式的對(duì)比

假設(shè)A，B，C，D是分組傳輸路徑所要經(jīng)過的4個(gè)結(jié)點(diǎn)交換機(jī)，縱坐標(biāo)為時(shí)間

分析：

電路交換：

• 通信之前首先要建立連接；連接建立好之后，就可以使用已建立好的連接進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送；數(shù)據(jù)傳送后，需釋放連接，以歸還之前建立連接所占用的通信線路資源。

• 一旦建立連接，中間的各結(jié)點(diǎn)交換機(jī)就是直通形式的，比特流可以直達(dá)終點(diǎn)；

報(bào)文交換：

• 可以隨時(shí)發(fā)送報(bào)文，而不需要事先建立連接；整個(gè)報(bào)文先傳送到相鄰結(jié)點(diǎn)交換機(jī)，全部存儲(chǔ)下來后進(jìn)行查表轉(zhuǎn)發(fā)，轉(zhuǎn)發(fā)到下一個(gè)結(jié)點(diǎn)交換機(jī)。
• 整個(gè)報(bào)文需要在各結(jié)點(diǎn)交換機(jī)上進(jìn)行存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)，由于不限制報(bào)文大小，因此需要各結(jié)點(diǎn)交換機(jī)都具有較大的緩存空間。

分組交換：

• 可以隨時(shí)發(fā)送分組，而不需要事先建立連接。構(gòu)成原始報(bào)文的一個(gè)個(gè)分組，依次在各結(jié)點(diǎn)交換機(jī)上存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)。各結(jié)點(diǎn)交換機(jī)在發(fā)送分組的同時(shí)，還緩存接收到的分組。
• 構(gòu)成原始報(bào)文的一個(gè)個(gè)分組，在各結(jié)點(diǎn)交換機(jī)上進(jìn)行存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)，相比報(bào)文交換，減少了轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)延，還可以避免過長(zhǎng)的報(bào)文長(zhǎng)時(shí)間占用鏈路，同時(shí)也有利于進(jìn)行差錯(cuò)控制。

---

1.4 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義和分類

1、定義

• 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的精確定義并未統(tǒng)一
• 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的最簡(jiǎn)單的定義是：一些互相連接的、自治的計(jì)算機(jī)的集合。
  • 互連：是指計(jì)算機(jī)之間可以通過有線或無(wú)線的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)通信；
  • 自治：是指獨(dú)立的計(jì)算機(jī)，他有自己的硬件和軟件，可以單獨(dú)運(yùn)行使用；
  • 集合：是指至少需要兩臺(tái)計(jì)算機(jī)；
• 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的較好的定義是：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)主要是由一些通用的，可編程的硬件（一定包含有中央處理機(jī)CPU）互連而成的，而這些硬件并非專門用來實(shí)現(xiàn)某一特定目的（例如，傳送數(shù)據(jù)或視頻信號(hào)）。這些可編程的硬件能夠用來傳送多種不同類型的數(shù)據(jù)，并能支持廣泛的和日益增長(zhǎng)的應(yīng)用。
  • 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)所連接的硬件，并不限于一般的計(jì)算機(jī)，而是包括了智能手機(jī)等智能硬件。
  • 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)并非專門用來傳送數(shù)據(jù)，而是能夠支持很多種的應(yīng)用（包括今后可能出現(xiàn)的各種應(yīng)用）。

2、分類

按交換技術(shù)分類：

• 電路交換網(wǎng)絡(luò)
• 報(bào)文交換網(wǎng)絡(luò)
• 分組交換網(wǎng)絡(luò)

按使用者分類：

• 公用網(wǎng)
• 專用網(wǎng)

按傳輸介質(zhì)分類：

• 有線網(wǎng)絡(luò)
• 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)

按覆蓋范圍分類：

• 廣域網(wǎng)WAN（Wide Area Network）

作用范圍通常為幾十到幾千公里，因而有時(shí)也稱為遠(yuǎn)程網(wǎng)（long haul network）。廣域網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)的核心部分，其任務(wù)是通過長(zhǎng)距離（例如，跨越不同的國(guó)家）運(yùn)送主機(jī)所發(fā)送的數(shù)據(jù)。

• 城域網(wǎng)MAN

作用范圍一般是一個(gè)城市，可跨越幾個(gè)街區(qū)甚至整個(gè)城市

• 局域網(wǎng)LAN

一般用微型計(jì)算機(jī)或工作站通過高速通信線路相連（速率通常在 10 Mbit/s 以上），但地理上范圍較小（1 km 左右）

• 個(gè)域網(wǎng)PAN

就是在個(gè)人工作的地方把個(gè)人使用的電子設(shè)備用無(wú)線技術(shù)連接起來的網(wǎng)絡(luò)。

按拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分類：

• 總線型網(wǎng)絡(luò)

• 星型網(wǎng)絡(luò)

• 環(huán)形網(wǎng)絡(luò)

• 網(wǎng)狀型網(wǎng)絡(luò)

---

1.5 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的性能指標(biāo)

1、速率

2、帶寬

3、吞吐量

帶寬1 Gb/s的以太網(wǎng)，代表其額定速率是1 Gb/s，這個(gè)數(shù)值也是該以太網(wǎng)的吞吐量的絕對(duì)上限值。因此，對(duì)于帶寬1 Gb/s的以太網(wǎng)，可能實(shí)際吞吐量只有 700 Mb/s，甚至更低。

注意：吞吐量還可以用每秒傳送的字節(jié)數(shù)或幀數(shù)表示

4、時(shí)延

時(shí)延時(shí)指數(shù)據(jù)（一個(gè)報(bào)文或分組，甚至比特）從網(wǎng)絡(luò)（或鏈路）的一端傳送到另一端所需的時(shí)間。

網(wǎng)絡(luò)時(shí)延由幾部分組成：

• 發(fā)送時(shí)延

主機(jī)或路由器發(fā)送數(shù)據(jù)幀所需要的時(shí)間，也就是從發(fā)送數(shù)據(jù)幀的第一個(gè)比特算起，到該幀的最后一個(gè)比特發(fā)送完畢所需的時(shí)間。

• 傳播時(shí)延

電磁波在信道中傳播一定的距離需要花費(fèi)的時(shí)間。

• 處理時(shí)延

主機(jī)或路由器在收到分組時(shí)要花費(fèi)一定時(shí)間進(jìn)行處理

• 排隊(duì)時(shí)延

分組在進(jìn)過網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)，要經(jīng)過許多路由器。但分組在進(jìn)入路由器后要先在輸入隊(duì)列中排隊(duì)等待處理。

有時(shí)會(huì)把排隊(duì)時(shí)延看成處理時(shí)延 一部分

總時(shí)延 = 發(fā)送時(shí)延 + 傳播時(shí)延 + 處理時(shí)延 （處理時(shí)延 + 排隊(duì)時(shí)延）

當(dāng)處理時(shí)延忽略不計(jì)時(shí)，發(fā)送時(shí)延 和 傳播時(shí)延誰(shuí)占主導(dǎo)，要具體情況具體分析

總結(jié)

5、時(shí)延帶寬積

時(shí)延帶寬積 = 傳播時(shí)延 * 帶寬

6、往返時(shí)間

因特網(wǎng)上的信息不僅僅單方向傳輸，而是雙向交互的。因此，我們有時(shí)很需要知道雙向交互一次所需的時(shí)間。

衛(wèi)星鏈路耗時(shí)較多，因?yàn)橐话闱闆r下，衛(wèi)星鏈路的距離比較遠(yuǎn)，所帶來的的傳播時(shí)延比較大。

7、利用率

利用率有信道利用率和網(wǎng)絡(luò)利用率兩種。

8、丟包率

總結(jié)

1.6 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)

很重要，經(jīng)常思考，對(duì)后面的學(xué)習(xí)很有幫助。

1、常見的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)

OSI協(xié)議的缺點(diǎn)

第一：專家缺少經(jīng)驗(yàn)，完成OSI標(biāo)準(zhǔn)時(shí)沒有商業(yè)驅(qū)動(dòng)力。

第二：OSI的協(xié)議實(shí)現(xiàn)起來過分復(fù)雜，而且運(yùn)行效率很低。

第三：指定周期長(zhǎng)，因而使得按OSI標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的設(shè)備無(wú)法及時(shí)進(jìn)入市場(chǎng)。

第四：層次劃分不太合理，有些功能重復(fù)出現(xiàn)。

如今用的最多的是TCP/IP體系結(jié)構(gòu)。現(xiàn)今規(guī)模最大的、覆蓋全球的、基于TCP/IP的互聯(lián)網(wǎng)并未使用OSI標(biāo)準(zhǔn)。

TCP/IP體系結(jié)構(gòu)相當(dāng)于將OSI體系結(jié)構(gòu)的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層合并為了網(wǎng)絡(luò)接口層，并去掉了會(huì)話層和表示層。

TCP/IP在網(wǎng)絡(luò)層使用的協(xié)議是IP協(xié)議，IP協(xié)議的意思是網(wǎng)際協(xié)議，因此TCP/IP體系結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)層稱為網(wǎng)際層

在用戶主機(jī)的操作系統(tǒng)中，通常都帶有符合TCP/IP體系結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)的TCP/IP協(xié)議族。

而用于網(wǎng)絡(luò)互連的路由器中，也帶有符合TCP/IP體系結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)的TCP/IP協(xié)議族。

只不過路由器一般只包含網(wǎng)絡(luò)接口層和網(wǎng)際層。

網(wǎng)際層的IP協(xié)議

網(wǎng)絡(luò)接口層：并沒有規(guī)定具體內(nèi)容，這樣做的目的是可以互連全世界各種不同的網(wǎng)絡(luò)接口，例如：有線的以太網(wǎng)接口，無(wú)線局域網(wǎng)的WIFI接口等，而不限定僅使用一種或者幾種網(wǎng)絡(luò)接口。因此。本質(zhì)上的TCP/IP體系結(jié)構(gòu)只有上面的三層，網(wǎng)際層、運(yùn)輸層、應(yīng)用層。

網(wǎng)際層：它的核心協(xié)議是IP協(xié)議。

運(yùn)輸層：TCP和UDP是這層的兩個(gè)重要協(xié)議。

應(yīng)用層：這層包含了大量的應(yīng)用層協(xié)議，如 HTTP , DNS 等。
IP協(xié)議（網(wǎng)際層）可以將不同的網(wǎng)絡(luò)接口（網(wǎng)絡(luò)接口層）進(jìn)行互連，并向其上的TCP協(xié)議和UDP協(xié)議（運(yùn)輸層提供網(wǎng)絡(luò)互連服務(wù)

而TCP協(xié)議在享受IP協(xié)議提供的網(wǎng)絡(luò)互連服務(wù)的基礎(chǔ)上，可向應(yīng)用層的相應(yīng)協(xié)議提供可靠的傳輸服務(wù)。

UDP協(xié)議在享受IP協(xié)議提供的網(wǎng)絡(luò)互連服務(wù)的基礎(chǔ)上，可向應(yīng)用層的相應(yīng)協(xié)議提供不可靠的傳輸服務(wù)。

TCP/IP體系結(jié)構(gòu)中最重要的是IP協(xié)議和TCP協(xié)議，因此用TCP和IP來表示整個(gè)協(xié)議大家族。

教學(xué)時(shí)把TCP/IP體系結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)接口層分成了物理層和數(shù)據(jù)鏈路層，這樣更有利于我們對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理的學(xué)習(xí)。

2、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)分層的必要性

物理層問題

這圖說明

• 第一，嚴(yán)格來說，傳輸媒體并不屬于物理層
• 計(jì)算機(jī)傳輸?shù)男盘?hào)，并不是圖示的方波信號(hào)

這樣舉例只是讓初學(xué)者容易理解

數(shù)據(jù)鏈路層問題

如圖所示，主機(jī)A要給主機(jī)C發(fā)送數(shù)據(jù)。但是，表示數(shù)據(jù)的信號(hào)會(huì)通過總線傳播到總線上的每—個(gè)主機(jī)。主機(jī)C如何知道該數(shù)據(jù)是要發(fā)給自己的，自己去接收。而主機(jī)B，D，E又如何知道該數(shù)據(jù)不是發(fā)給自己的，自己應(yīng)該拒絕呢？

當(dāng)然這種沖突的總線型網(wǎng)絡(luò)早已被淘汰，現(xiàn)在是使用以太網(wǎng)交換機(jī)將多臺(tái)主機(jī)互連形成的交換式以太網(wǎng)。
網(wǎng)絡(luò)層問題

小型互聯(lián)網(wǎng)：

IP地址的前三個(gè)十進(jìn)制數(shù)用來標(biāo)識(shí)網(wǎng)絡(luò)，第四個(gè)十進(jìn)制數(shù)用來標(biāo)識(shí)主機(jī)。如N1網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)號(hào)192.168.1，該網(wǎng)絡(luò)中的主機(jī)IP地址的前三個(gè)數(shù)都應(yīng)該是192,168,1,第四個(gè)十進(jìn)制數(shù)各不相同，用來標(biāo)識(shí)自己，如1，2。

運(yùn)輸層問題

如何標(biāo)識(shí)與網(wǎng)絡(luò)通信相關(guān)的應(yīng)用進(jìn)程：一個(gè)分組到來，我們應(yīng)該交給哪個(gè)進(jìn)程處理呢？瀏覽器進(jìn)程還是QQ進(jìn)程

應(yīng)用層問題

應(yīng)用層該用什么方法（應(yīng)用層協(xié)議）去解析數(shù)據(jù)

總結(jié)

3、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)分層思想舉例

例子：主機(jī)的瀏覽器如何與Web服務(wù)器進(jìn)行通信

解析：

主機(jī)和Web服務(wù)器之間基于網(wǎng)絡(luò)的通信，實(shí)際上是主機(jī)中的瀏覽器應(yīng)用進(jìn)程與Web服務(wù)器中的Web服務(wù)器應(yīng)用進(jìn)程之間基于網(wǎng)絡(luò)的通信

體系結(jié)構(gòu)的各層在整個(gè)過程中起到怎樣的作用？

1、發(fā)送方發(fā)送

第一步：

• 應(yīng)用層按照HTTP協(xié)議的規(guī)定構(gòu)建一個(gè)HTTP請(qǐng)求報(bào)文
• 應(yīng)用層將HTTP請(qǐng)求報(bào)文交付給運(yùn)輸層處理

第二步：

• 運(yùn)輸層給HTTP請(qǐng)求報(bào)文添加一個(gè)TCP首部，使之成為TCP報(bào)文段
• TCP報(bào)文段的首部格式作用是區(qū)分應(yīng)用進(jìn)程以及實(shí)現(xiàn)可靠傳輸
• 運(yùn)輸層將TCP報(bào)文段交付給網(wǎng)絡(luò)層處理

第三步：

• 網(wǎng)絡(luò)層給TCP報(bào)文段添加一個(gè)IP首部，使之成為IP數(shù)據(jù)報(bào)
• IP數(shù)據(jù)報(bào)的首部格式作用是使IP數(shù)據(jù)報(bào)可以在互聯(lián)網(wǎng)傳輸，也就是被路由器轉(zhuǎn)發(fā)
• 網(wǎng)絡(luò)層將IP數(shù)據(jù)報(bào)交付給數(shù)據(jù)鏈路層處理

第四步：

• 數(shù)據(jù)鏈路層給IP數(shù)據(jù)報(bào)添加一個(gè)首部和一個(gè)尾部，使之成為幀 （圖示右邊為首部，左邊為尾部）
• 該首部的作用主要是為了讓幀能夠在一段鏈路上或一個(gè)網(wǎng)絡(luò)上傳輸，能夠被相應(yīng)的目的主機(jī)接收
• 該尾部的作用是讓目的主機(jī)檢查所接收到的幀是否有誤碼
• 數(shù)據(jù)鏈路層將幀交付給物理層

第五步：

• 物理層先將幀看做是比特流，這里的網(wǎng)絡(luò)N1假設(shè)是以太網(wǎng)，所以物理層還會(huì)給該比特流前面添加前導(dǎo)碼
• 前導(dǎo)碼的作用是為了讓目的主機(jī)做好接收幀的準(zhǔn)備
• 物理層將裝有前導(dǎo)碼的比特流變換成相應(yīng)的信號(hào)發(fā)送給傳輸媒體

第六步：

• 信號(hào)通過傳輸媒體到達(dá)路由器

2、路由器轉(zhuǎn)發(fā)

在路由器中

• 物理層將信號(hào)變?yōu)?strong>比特流，然后去掉前導(dǎo)碼后，將其交付給數(shù)據(jù)鏈路層，這實(shí)際交付的是幀
• 數(shù)據(jù)鏈路層將幀的首部和尾部去掉后，將其交付給網(wǎng)絡(luò)層，這實(shí)際交付的是IP數(shù)據(jù)報(bào)
• 網(wǎng)絡(luò)層解析IP數(shù)據(jù)報(bào)的首部，從中提取目的網(wǎng)絡(luò)地址
  

在路由器中

• 提取目的網(wǎng)絡(luò)地址后查找自身路由表。確定轉(zhuǎn)發(fā)端口， 以便進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)
• 網(wǎng)絡(luò)層將IP數(shù)據(jù)報(bào)交付給數(shù)據(jù)鏈路層
• 數(shù)據(jù)鏈路層給IP數(shù)據(jù)報(bào)添加一個(gè)首部和一個(gè)尾部，使之成為幀
• 數(shù)據(jù)鏈路層將幀交付給物理層
• 物理層先將幀看成比特流，這里的網(wǎng)絡(luò)N2假設(shè)是以太網(wǎng)，所以物理層還會(huì)給該比特流前面添加前導(dǎo)碼
• 物理層將裝有前導(dǎo)碼的比特流變換成相應(yīng)的信號(hào)發(fā)送給傳輸媒體，信號(hào)通過傳輸媒體到達(dá)Web服務(wù)器

3、接收方接收

和發(fā)送方（主機(jī)）發(fā)送過程的封裝正好是反著來

在Web 服務(wù)器上

• 物理層將信號(hào)變換為比特流，然后去掉前導(dǎo)碼后成為幀，交付給數(shù)據(jù)鏈路層，這實(shí)際交付的是幀
• 數(shù)據(jù)鏈路層將幀的首部和尾部去掉后成為IP數(shù)據(jù)報(bào)，將其交付給網(wǎng)絡(luò)層，這實(shí)際交付的是IP數(shù)據(jù)報(bào)
• 網(wǎng)絡(luò)層將IP數(shù)據(jù)報(bào)的首部去掉后成為TCP報(bào)文段，將其交付給運(yùn)輸層，這實(shí)際交付的是TCP請(qǐng)求報(bào)文
• 運(yùn)輸層將TCP報(bào)文段的首部去掉后成為HTTP請(qǐng)求報(bào)文，將其交付給應(yīng)用層，這實(shí)際交付的是HTTP請(qǐng)求報(bào)文
• 應(yīng)用層對(duì)HTTP請(qǐng)求報(bào)文進(jìn)行解析，然后給主機(jī)發(fā)回響應(yīng)報(bào)文

發(fā)回響應(yīng)報(bào)文的步驟和之前過程類似

4、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中的專用術(shù)語(yǔ)

以下介紹的專用術(shù)語(yǔ)來源于OSI的七層協(xié)議體系結(jié)構(gòu)，但也適用于TCP/IP的四層體系結(jié)構(gòu)和五層協(xié)議體系結(jié)構(gòu)

實(shí)體

協(xié)議

協(xié)議：控制兩個(gè)對(duì)等實(shí)體進(jìn)行邏輯通信的規(guī)則的集合

協(xié)議三要素：

• 語(yǔ)法：定義所交換信息的格式
• 語(yǔ)義：定義收發(fā)雙方所要完成的操作
• 同步：定義收發(fā)雙發(fā)的時(shí)序關(guān)系。請(qǐng)注意，并不是指始終頻率同步。

• 語(yǔ)法

  如IP數(shù)據(jù)報(bào)的格式

• 語(yǔ)義

  主機(jī)的HTTP的GET請(qǐng)求給Web服務(wù)器，Web服務(wù)器收到后執(zhí)行相應(yīng)的操作，然后給主機(jī)發(fā)回HTPP的響應(yīng)

• 同步

  TCP的‘’三報(bào)文握手‘’建立連接。

服務(wù)

小結(jié)

1.7、總結(jié)

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的计算机网络学习笔记第一章（概述） 超详细整理的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網(wǎng)站內(nèi)容還不錯(cuò)，歡迎將生活随笔推薦給好友。