计算机网络 | 概述及要点

it2025-04-13 22

计算机网络 | 概述及要点

1. 速率相关性能指标

1.1 速率

1.2 带宽

1.3 吞吐量

个人理解

2.时延相关指标

2.1 时延

2.2 时延带宽积

2.3往返时延RTT

2.4 利用率

2.4.1 信道利用率

2.4.2 网络利用率

2.4.3 时延和利用率的关系图

3. 分层结构

3.1 为什么要分层，分层要做什么

3.2 正式认识分层结构

4. 参考模型

4.1 OSI流程简介

4.2 TCP/IP参考模型

4.3 五层参考模型及其传输过程简介

5. 要点

1. 速率相关性能指标

1.1 速率

定义：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,Tb/s，如果用字节表示，则是B/s,KB/s,MB/s,TB/s 1Byte=8Bit

1.2 带宽

在计算机网络中，指的是网络设备所支持的最高速度，单位同速率，是理想条件下最高速率

1.3 吞吐量

指的是单位时间内通过某个网络的数据总量

个人理解

速率就是实际网速，带宽是理论网速（长城宽带警告），吞吐量是一个或多个设备的综合速率，比如说1000m宽带的路由器连着三部手机，每部手机都是10mb/s看片，那么速率就是10mb/s，带宽是宽带的1000m，路由器吞吐量是30mb/s，即三者之和

2.时延相关指标

2.1 时延

时延包括四大类

名称描述计算公式发送时延数据从主机到信道上所用的时间发送的数据长度/发送速率传播时延数据在信道上传播所花费的时间信道长度/电磁波在信道上传播的速率排队时延数据在路由器前等待前面数据处理的时间无计算方式处理时延数据在路由器中处理需求的时间无计算方式

使用高速链路(提高网速)，只能减小发送时延，无法减少其他三个时延

2.2 时延带宽积

公式：时延带宽积=传播时延x带宽意思是链路上有多少比特的数据

2.3往返时延RTT

从发送方发送数据开始，到接收方确认收到为止所花费的时间 RTT=传播时延x2+处理时间(有时可能直接忽略)

2.4 利用率

2.4.1 信道利用率

信道利用率=有数据通过时间/有+无数据通过时间

2.4.2 网络利用率

网络利用率=所有信道利用率加权求平均值

2.4.3 时延和利用率的关系图

利用率越高，延迟越大

3. 分层结构

3.1 为什么要分层，分层要做什么

（1）发起通信的计算机必须将数据通信的通路进行激活。（2）要告诉网络如何识别目的主机。（3）发起通信的计算机要查明目的主机是否开机，并且与网络连接正常。（4）发起通信的计算机要弄清楚，对方计算机中文件管理程序是否已经做好准备工作。（5）确保差错和意外可以解决。

3.2 正式认识分层结构

4. 参考模型

名称英文作用应用层Application Layer直接为用户的应用进程（例如电子邮件、文件传输和终端仿真）提供服务。如HTTP、SMTP、FTP、DNS等表示层Presentation Layer把数据转换为能与接收者的系统格式兼容并适合传输的格式，即让两个系统可以交换信息会话层Session Layer负责在数据传输中设置和维护计算机网络中两台计算机之间的通信连接传输层Transport Layer负责端到端通讯，可靠传输，不可靠传输，流量控制，复用分用网络层Network Layer负责选择路由最佳路径，规划IP地址(ipv4和ipv6变化只会影响网络层)，拥塞控制数据链路层Data Link Layer帧的开始和结束，还有透明传输，差错校验(纠错由传输层解决)物理层Physical Layer定义网络设备接口标准，电气标准(电压)，如何在物理链路上传输的更快

4.1 OSI流程简介

网络层及以上，每一层都要对上一层发送的数据进行处理（加个头部）数据链路层不仅需要加头部，还需要加尾部物理层什么都不加，只管发送数据（比特流）

4.2 TCP/IP参考模型

4.3 五层参考模型及其传输过程简介

5. 要点

1. TCP/IP协议体系的认知 2. 链路层 1. 以太网帧的格式 2. MTU的概念 3. ARP协议和RARP协议（掌握一下ARP缓存的原理） 4. 网络层 1. 掌握IP的首部格式 2. 掌握IP的分片 4. 掌握IP选路 5. ICMP协议 1. 掌握报文格式 2. 分类：查询 + 差错 3. 两种 + 五种 4. 传输层 1. UDP，次要一点，掌握特点和首部各个字段 2. 掌握TCP 1. 特点 + 首部字段 + 可靠机制 2. 连接控制：三次握手，四次挥手，同时打开，同时关闭，半关闭（可能问到为什么需要） 3. 流量控制机制：滑动窗口,慢启动，拥塞避免，快速重传，快速恢复 4. 超时重传机制 5. 应用层 1. 掌握DNS协议 1. 名字空间 2. 指针查询（反向查找或逆向解析）基本原理 3. DNS缓存 2. FTP协议（活化石）： 1. 控制流和数据流 2. 两种工作模式： PASV 和 PORT 3. 各种指令和响应码 4. 断点续传和匿名FTP的概念 5. HTTP协议： 1. 报文格式：请求报文，响应报文，请求头各种字段，响应头各种字段 2. HTTP状态码 2. HTTPS协议 1. 握手的详细过程 2. 摘要算法，数字签名，数字证书的原理和过程

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