王道计算机网络学习笔记

计算机网络知识点

PDF分享：

链接：https://pan.baidu.com/s/1vD5d5-g4gg-1hYaCOjKYGA

提取码：hcq9

1.计算机网络基础概念

1.计算机网络的概念

计算机网络：是一个将分散的、具有独立功能的

计算机系统

，通过

通信设备

与

线路

连接起来，由功能完善的

软件

实现

资源共享

和

信息传递

的系统。

计算机网络是

互连

(互联互通)的、

自治

(无主从关系)的计算机集合。

2.计算机网络的功能

数据通信(连通性)
资源共享 (硬件，软件，数据)
分布式处理(多台计算机各自承担同一工作任务的不同部分)
提高可靠性(替代机)
负载均衡(各计算机之间更亲密)

3.计算机网络的组成

组成部分硬件、软件、协议
工作方式：边缘部分(用户直接使用)：分为C/S方式和P2P方式；核心部分(为边缘部分服务)
功能组成:通信子网(实现数据通信);资源子网(实现资源共享/数据处理)。

3.计算机网络的分类

按分布范围分:广域网WAN(交换技术)、城域网MAN、局域网WAN(广播技术)、个人区域网PAN。
按使用者分:公用网(中国电信，中国移动等)；专用网(军队，政府等网络)
按交换技术分：电路交换、报文交换，分组交换
按拓扑结构分：
按传输技术分: 广播式网络(共享公共通信信道);点对点网络(使用分组存储转发和路由选择机制)。

4.总结

在这里插入图片描述

2.标准

1.标准的分类

在这里插入图片描述

2.标准化工作

RFC

(Request For Comments)-----------因特网标准的形式
RFC要上升为因特网正式标准的

四个阶段

:
在这里插入图片描述
2021年以后就不要第三步了。

3.标准化工作相关组织

在这里插入图片描述

4.总结

在这里插入图片描述

3.性能指标

1.速率

速率即

数据率

或称

数据传输率

或

比特率

比特:1/0(表现形式) 位(单位)
速率：连接在计算机网络上的

主机

在数字信道上传送数据位数的速率。
单位：b/s,kb/s,Mb/s,Gb/s,Tb/s。
在这里插入图片描述

2.带宽

带宽原本指某个信号具有的频带宽度，即最高频率与最低频率之差，单位是赫兹(Hz)。
计算机网络中，带宽用来网络的通信线路传送数据的能力，通常是指单位时间内从网络中的某一点到另一点所能通过的"最高数据率"。单位比特每秒。网络设备所支持的最高速率。

3.吞吐量

吞吐量:表示在

单位时间

内通过某个网络(或信道、接口)的数据量。单位b/s,kb/s,Mb/s等。吞吐量受网络的带宽或网络的额定速率的限制。
在这里插入图片描述
它的实际理想情况最大是100Mb/s，但是两个服务器所需速率相加就是吞吐量。

4.时延

时延：指数据(报文/分组、比特流)从网络(或链路)的一端传送到另一端所需的时间。也叫

延迟

或

迟延

。单位是s。
在这里插入图片描述

5.时延带宽积

在这里插入图片描述

6.往返时延RTT

概念：从

发送方发送数据开始，到发送方收到接收方的确认

(接收方收到数据后立即发送确认)总共经历的时延。

RTT越大，在收到确认之前，可以发送的数据越多。
RTT包括:

往返传播时延

(传播时延*2)、

末端处理时间

。

7.利用率

在这里插入图片描述

4.分层

1.怎么分层？

各层之间相互独立，每层只实现一种相对独立的功能。
每层之间界面自然清晰，易于理解，相互交流尽可能少。
结构上可分割开。每层都采用最合适的技术来实现。
保持下层对上层的独立性，上层单向使用下层提供的服务。
整个分层结构应该能促进标准化工作。

2.正式认识分层结构

实体:第n层的活动元素称为n层实体。同一层的实体叫对等实体。
协议：为进行网络中的对等实体数据交换而建立的规则、标准或约定称为网络协议。语法(规定传输数据的格式)、语义(规定所要完成的功能)、同步(规定各种操作的顺序)。
服务：下层为相邻上层提供的功能调用。
接口(访问服务点SAP):上层使用下层服务的入口。
SDU服务数据单元:为完成用户所要求的功能而应传送的数据。
PCI协议控制信息:控制协议操作的信息。
PDU协议数据单元:对等层次之间传送的数据单位。

3.OSI参考模型

在这里插入图片描述
下三层是点对点通信，上四层是端对端通信。

1.应用层

所有能和用户交互

产生网络流量

的程序。
典型应用层服务:文件传输(FTP)、电子邮件(SMTP)、万维网(HTTP)。

2.表示层

用于处理在两个通信系统中

交换信息

的表示方式。

功能一：数据格式变换(翻译官)
功能二：数据加密解密
功能三：数据压缩和恢复

3.会话层

向表示层实体/用户提供建立连接并在连接上有序地传输数据。
这是会话，也是建立同步（SYN）。

功能一：建立、管理、终止会话
功能二：使用校验点可使会话在通信生效时从

校验点/同步点

继续恢复通信，实现数据同步。
适用于传输大文件。

4.传输层

负责主机中

两个进程

的通信，即

端到端

的通信。传输单位是

报文段

或

用户数据段

。

功能一：可靠传输、不可靠传输
功能二：差错控制
功能三：流量控制
功能四：复用分用

5.网络层

主要任务是把

分组

从源端传到目的端，为分组交换网上的不同主机提供通信服务。网络层传输单位是

数据报

。

功能一：路由选择最佳路径
功能二：流量控制
功能三：差错控制
功能四：拥塞控制

6.数据链路层

主要任务是把网络层传下来的数据报组装成帧。数据链路层/链路层的传输单位是

帧

。

功能一：成帧(定义帧的开始和结束)
功能二：差错控制帧错+位错
功能三：流量控制
功能四：访问控制控制对信道的访问

7.物理层

主要任务是在

物理媒体

上实现比特流的

透明传输

。
物理层传输单位是

比特

透明传输:指不管所传数据是什么样的比特组合，都应当能够在链路上传送。

功能一：定义接口特性
功能二：定义传输模式 (单工、半双工、双工)
功能三：定义传输速率
功能四：比特同步
功能五：比特编码

主要协议：Rj45、802.3

4.TCP/IP参考模型

在这里插入图片描述

1.区别

在这里插入图片描述

2.五层参考模型

在这里插入图片描述

1.物理层

1.物理层的基本概念

物理层解决如何在连接各种计算机的传输媒体上

传输数据比特流

，而不是指具体的传输媒体。
物理层主要任务：确定与传输媒体

接口

有关的一些特性

机械特性：定义物理连接的特性，规定物理连接时所采用的`规格、接口形状、引线数目、引脚数量``和排列情况。
电气特性：规定传输二进制位时，线路上信号的电压范围、阻抗匹配、传输速率和距离限制等。
功能特性：指明某条线上出现的某一电平表示何种意义，接口部件的信号线的用途。
规程特性：定义各条物理线路的工作规程和时序的关系。

2.数据通信的基础知识

在这里插入图片描述
通信的目的是

传送消息

。
数据：传送信息的实体，通常是有意义的符号序列。
信号：数据的电气/电磁的表现，是数据在传输过程中的

存在形式

。
在这里插入图片描述
信源：产生和发送数据的源头。
信宿：接收数据的终点。
信道：信号的传输媒介。一般用来表示向某一个方向传送信息的介质，因此一条通信线路往往包含一条发送信道和一条接收信道。

1.三种通信方式

从通信双方信息的交互方式看，可以有三种基本方式：

单工通信只有一个方向的通信而没有反方向的交互，仅需要一条信道。
半双工通信通信的双方都可以发送或接受信号，但任何一方都不能同时发送和接收，需要两条信道。
全双工通信通信双方可以同时发送和接受信息，也需要两条信道。

2.两种数据传输方式

在这里插入图片描述

3

1.码元

码元是指哦那个一个

固定时长

的

信号波形

(数字脉冲)了，代表不同离散数值的基本波形，是数字通信中数字信号的计量单位，这个时长内的信号称为k进制码元，而该时长称为码元宽度。当码元的离散状态有M个时（M大于2），此时码元为M进制码元。

1码元可以携带多个比特的信息量

。例如，在使用二进制编码时，只有两种不同的码元，一种表示0，一种表示1状态。
例：
4进制码元→码元的离散状态有四个→4个高低不同的洗脑波形

00、01、10、11

2.速率

速率也叫数据率，是指数据的

传输速率

，表示

单位时间内传输的数据量

。可以用

码元传输速率

和

信息传输速率

。

1）码元传输速率：它表示单位时间内数字通信系统所传输的码元个数，单位是波特(Baud)。

1s传输多少个码元

。

2）信息传输速率：别名信息速率比特率等，表示单位时间内数据通信系统传输的二进制码元个数(即比特数)，单位是比特/秒。

1s传输多少个比特

。

关系:若一个码元携带n bit的信息量，则M Baud的码元传输速率所对应的信息传输速率为M×n bit/s。

带宽：表示在单位时间内从网络中的某一点到另一点所通过的

最高数据率

，常用来表示传输数据的能力。单位是b/s。

3.失真

在这里插入图片描述

码间串扰：接收端收到的信号波形

失去了码元之间清晰界限

的现象。

4.奈氏准则

奈氏准则：在理想低通(无噪声，带宽受限)条件下，为了避免码间串扰，极限码元传输速度位2W Baud,W是信道带宽，单位是Hz。
在这里插入图片描述

5.香农定理

香农定理：在带宽受限且有噪声的信道中，为了不产生误差，信息的数据传输速率有上限值。

在这里插入图片描述
1.信道的带宽或信道中的信噪比越大，则信息的极限传输速率就越高

6.“Nice"和"香浓”

在这里插入图片描述

4.编码和调制

1.基带信号和宽带信号

在这里插入图片描述

2.编码和调制

在这里插入图片描述

3.数字数据编码为数字信号

在这里插入图片描述

非归零编码[NRZ]：高1低0，编码容易实现，但没有检错功能，且无法判断一个码元的开始和结束，以至于收发双方难以保持同步。
曼彻斯特编码：前高后低表示1，前低后高表示0。每个码元都被调成两个电平，所以数据传输速率只有调制速率的1/2
差分曼彻斯特编码：同1异0。若为1，则与前一个相同，若为0，则与前一个相反。
归零编码[RZ]: 信号电平在一个码元之内都要恢复到0的这种编码成编码方式。
反向不归零编码[NRZI]:信号电平翻转表示0，信号电平不变表示1
4B/5B编码：比特流中插入额外的比特以打破一连串的0或1，就是用5个比特来编码4个比特的数据，之后再传给接收方，因此4B/5B。编码效率为80%

4.模拟信号编码为数字信号

在这里插入图片描述

5.模拟数据调制为模拟信号

在这里插入图片描述

5.传输介质

传输介质也称为传输媒体，它就是数据传输系统中再发送设备和接收设备之间的

物理通路

。

传输媒体并不是物理层

。传输媒体再物理层的下面，因为物理层是体系结构的第一层，因此有时称传输介质为

第0层

。
在传输媒体中传输的是信号，但传输媒体并不知道所传输的信号是什么意思。但物理层规定了

电气特性

，因此能够识别所传送的比特流。
传输媒体比物理层管的更少。

在这里插入图片描述

1.双绞线

在这里插入图片描述

2.同轴电缆

在这里插入图片描述

3.光纤

在这里插入图片描述

多模光纤和单模光纤

在这里插入图片描述
光纤的特点：

传输损耗小，中继距离长，对远距离传输特别经济。
抗雷电和电磁干扰性好。
无串音干扰，保密性好，也不易被窃听或截取数据。
体积小，重量轻。

4.非导向型传输介质

在这里插入图片描述

6.物理层设备

1.中继器

在这里插入图片描述

2.集线器(多口中继器)

在这里插入图片描述

2.数据链路层

1.功能概述

1.数据链路层的基本概念

结点：

主机、路由器

链路：网络中两个结点之间的

物理通道

，链路的传输介质主要有双绞线，光纤和微波。分为有线链路和无线链路。

数据链路：网络中两个结点之间的

逻辑通道

，把实现控制数据传输协议的硬件和软件加到链路上构成数据链路。

帧：链路层的协议数据单元，封装网络层数据报。

数据链路层

负责通过一条链路从一个结点向另一个物理链路直接相连的相邻结点传送数据报。

2.数据链路层功能概述

在这里插入图片描述

2.封装成帧和透明传输

1.封装成帧

在这里插入图片描述

2.透明传输

透明传输是

指不管所传数据是什么样的比特组合

，都应当能够在链路上传送。因此，链路层就“看不见”有什么妨碍数据传输的东西。

3.字符计数法

在这里插入图片描述

4.字符填充法

在这里插入图片描述

5.零比特填充法

在这里插入图片描述

6.违规编码法

在这里插入图片描述

3.差错控制

1.差错从何而来？

在这里插入图片描述

2.差错控制

在这里插入图片描述

1.奇偶校验码

在这里插入图片描述

2.CRC循环冗余码

在这里插入图片描述

3.海明校验码

海明码设计思路:将信息位分组进行偶校验→多个校验位→多个校验位标注出错位置。
在这里插入图片描述
海明码求解步骤：

纠错：
在这里插入图片描述
补充：

4.流量控制

在这里插入图片描述

1.流量控制的方法

在这里插入图片描述

2.停止等待协议

在这里插入图片描述

1.无差错

在这里插入图片描述

2.有差错情况–数据帧丢失或检测到帧出错

RTT表示往返时延
在这里插入图片描述

3.有差错–ACK丢失

在这里插入图片描述

4.有差错–ACK迟到

在这里插入图片描述

5.信道利用率

在这里插入图片描述

3.SR协议

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述
重点总结：

4.GBN协议

在这里插入图片描述
GBN发送方必须响应的三件事：

在这里插入图片描述

5.信道划分介质

1.传输数据的两种链路

点对点链路：两个相邻节点通过一个链路相连，

没有第三者

。应用：PPP协议，常用于

广域网

。

广播式链路：所有

主机共享

通信介质。应用：早期的总线以太网，无线局域网，常用于

局域网

。典型拓扑结构：总线型，星型。

2.介质访问控制

在这里插入图片描述
信道划分介质访问控制：将使用介质的每个设备与来自

同一信道

上的其他设备的通信隔离开，把

时域和频域资源

合理地分配给网络上的设备。
在这里插入图片描述

1频分多路复用FDM

在这里插入图片描述

2.时分多路复用TDM

在这里插入图片描述

改进—统计时分复用STDM

在这里插入图片描述

3.波分多路复用WDM

在这里插入图片描述

4.码分多路复用CDM

https://blog.csdn.net/penguinyao/article/details/104631154
在这里插入图片描述

5.ALOHA协议

纯ALOHA协议
在这里插入图片描述
时隙ALOHA协议

6.CSMA协议

在这里插入图片描述
1-坚持CSMA

非坚持CSMA

p-坚持CSMA

7.CSMA/CD协议

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

最小帧长

6.局域网

1.局域网的基础概括

在这里插入图片描述

1.网络拓扑

主要使用总线型拓扑。
在这里插入图片描述

2.局域网传输介质

在这里插入图片描述

3.介质访问控制方法

在这里插入图片描述

4.局域网分类

在这里插入图片描述
IEEE 802标准

5.MAC子层和LLC子层

在这里插入图片描述

2.以太网

在这里插入图片描述

1.无连接、不可靠的服务

在这里插入图片描述

2.以太网传输介质拓扑结构的发展

在这里插入图片描述

3. 10BASE-T以太网

在这里插入图片描述

4.适配器与MAC地址

在这里插入图片描述

5.以太网MAC帧

在这里插入图片描述

6.高速以太网

在这里插入图片描述

3.无线局域网

1.802.11的MAC帧头格式

在这里插入图片描述

2.无线局域网的分类

1.有固定基础的设施无线局域网
在这里插入图片描述

2.无固定基础设施无线局域网的自组织网络
在这里插入图片描述

7.广域网

在这里插入图片描述

1.PPP协议

1.PPP协议的特点

点对点PPP

是目前使用最广泛的数据链路层协议，用户使用拨号电话接入因特网时一般都使用PPP协议。只支持全双工链路。

2.PPP协议应满足的要求

在这里插入图片描述

3.PPP协议无需满足的要求

在这里插入图片描述

4.PPP协议的三个组成部分

在这里插入图片描述

5.PPP协议的状态图

在这里插入图片描述

6.PPP协议的帧格式

在这里插入图片描述

2.HDLC协议

在这里插入图片描述

1.HDLC的站

在这里插入图片描述

2.HDLC的帧格式

在这里插入图片描述

3.PPP协议和HDLC协议的异同

在这里插入图片描述

8.链路层设备

https://www.bilibili.com/video/BV19E411D78Q?p=37

3.网络层

1.网络层概述

在这里插入图片描述

2.数据交换方式

在这里插入图片描述

1.电路交换

在这里插入图片描述

2.报文交换

在这里插入图片描述

3.分组交换

在这里插入图片描述

3.数据报与虚电路

在这里插入图片描述

1.几种传输单元名词辨析

在这里插入图片描述

2.数据报

在这里插入图片描述

3.虚电路

在这里插入图片描述

4.虚电路&数据报

在这里插入图片描述

4.路由算法与路由协议

1.路由算法

最佳路由

：“最佳”是相对于某一种特定要求下得出的较为合理的选择而已。
路由算法是找到最佳路由，然后填入下面的表中。
在这里插入图片描述

路由算法的分类

在这里插入图片描述

2.分层次的路由选择协议

在这里插入图片描述

3.RIP协议

在这里插入图片描述

1.RIP协议基本交换信息

在这里插入图片描述

2.距离向量算法

在这里插入图片描述

3.RIP协议报文格式

在这里插入图片描述

4.RIP协议特点

在这里插入图片描述

4.OSPF协议

1.OSPF的基础知识

color_FFFFFF,t_70,g_se,x_16)

2.链路状态路由算法

在这里插入图片描述

3.OSPF的区域

在这里插入图片描述

4.OSPF分组

在这里插入图片描述

5.其他特点

在这里插入图片描述

5.BGP协议

1.BGP基础知识

在这里插入图片描述

2.BGP协议报文格式

在这里插入图片描述

3.BGP协议特点

在这里插入图片描述

4.BGP-4的四种报文

在这里插入图片描述

6.三种协议比较

在这里插入图片描述

5.TCP/IP协议栈

在这里插入图片描述

1.IP数据报格式

在这里插入图片描述

2.IP数据报分片

最大传输单元MTU：

链路层数据帧可封装数据的上限

。
以太网的MTU是1500字节
在这里插入图片描述

3.IPv4地址

在这里插入图片描述
分类的IP地址：

https://www.jianshu.com/p/66bd9c1e08d8

特殊IP地址：
在这里插入图片描述

私有IP地址：
在这里插入图片描述

分类的IP地址：
在这里插入图片描述

4.网络地址转换NAT

在这里插入图片描述

5.子网划分和子网掩码

1.子网划分

在这里插入图片描述

2.子网掩码

在这里插入图片描述

3.使用子网时分组的转发

在这里插入图片描述

6.无分类编址CIDR

在这里插入图片描述

1.构成超网

在这里插入图片描述

2.最长前缀匹配

在这里插入图片描述

7.ARP协议

1.发送数据的过程

在这里插入图片描述

2.ARP协议

在这里插入图片描述

8.DHCP协议

在这里插入图片描述

9.ICMP协议(网际控制报文协议)

在这里插入图片描述

1.ICMP差错报文

在这里插入图片描述

2.不应发送ICMP差错报文的情况

在这里插入图片描述

3.ICMP询问报文

在这里插入图片描述

4.ICMP的应用

在这里插入图片描述

10.IPv6

1.为什么有IPv6？

在这里插入图片描述

2.IPv6数据报格式

在这里插入图片描述

3.IPv4和IPv6

在这里插入图片描述

4.IPv6地址表现形式

在这里插入图片描述

5.IPv6基本地址类型

在这里插入图片描述

6.IPv6向IPv4过渡的策略

在这里插入图片描述

11.IP组播

1.IP数据报的三种传输方式

在这里插入图片描述

2.IP组播地址

在这里插入图片描述

3.硬件组播

在这里插入图片描述

4.IGMP协议(网际组管理协议)

IGMP协议让路由器知道本局域网上是否有主机(的进程)

参加或退出了某个组播网

。

在这里插入图片描述

5.组播路由选择协议

在这里插入图片描述

12.移动IP

1.移动IP相关术语

在这里插入图片描述

2.通信过程

在这里插入图片描述

6.网络层设备

1.路由器

在这里插入图片描述

2.三层设备的区别

在这里插入图片描述

3.路由表和路由转发

在这里插入图片描述

4.传输层

在这里插入图片描述

1.传输层的寻址与端口

在这里插入图片描述

2.UDP协议

1.UDP概述

在这里插入图片描述

2.UDP首部格式

在这里插入图片描述

3.UDP校验

在这里插入图片描述

2.TCP协议

标签：学习网络网络协议

本文转载自: https://blog.csdn.net/qq_45137584/article/details/123145271
版权归原作者 android 小白星 所有，如有侵权，请联系我们删除。