计算机网络
1. 计算机网络技术概述
1.1 计算机网络的功能
计算机网络的功能：数据通信，资源共享，管理集中化，分布式处理，负载均衡。
1.2 计算机网络的分类
- 按照网络的范围分类：局域网（LAN），城域网（MAN），广域网（WAN），因特网。
- 按照网络的拓扑结构分类：总线型，星型，环型，树型。
1.3 计算机网络的性能指标
- 带宽（bps）：单位时间内网络传输数据的最大能力。
- 吞吐量（bps）：单位时间内网络传输数据的量。
- 延迟（ms）：数据从网络的一端到另一端所需要的时间。（路由器发送延迟大于交换机）
- 丢包率（%）：数据传输过程中丢失的数据包占总数据包的比例。
2. 组网技术
2.1 网络分层模型
- OSI 七层模型（理论）
| 层次 | 名称 | 主要功能 | 主要设备及协议 |
|---|---|---|---|
| 7 | 应用层 | 实现具体的应用功能 | POP3、FTP、HTTP、Telnet、SMTP |
| 6 | 表示层 | 数据的格式与表达、加密、压缩 | DHCP、TFTP、SNMP、DNS |
| 5 | 会话层 | 建立、管理和终止会话 | |
| 4 | 传输层 | 端到端的连接 | TCP、UDP |
| 3 | 网络层 | 分组传输和路由选择 | 三层交换机、路由器 ARP、RARP、IP、ICMP、IGMP |
| 2 | 数据链路层 | 传送以帧为单位的信息 | 网桥、交换机 (多端口网桥)、网卡 PPTP、L2TP、SLIP、PPP |
| 1 | 物理层 | 二进制传输 | 中继器、集线器 (多端口中继器) |
补充说明:
- Internet网络核心采取 分组交换
- 网络中检测冲突的最长时间决定以太网帧最小长度为 64字节
- 交换机是一种基于 MAC 地址识别，能完成封装转发数据包功能的网络设备。
- 中继器是一种简单的重复器，用于延长信号的传播距离。
- TCP/IP 四层模型（实践）
2.2 TCP/IP 协议簇
POP3: Post Office Protocol 3, 邮局协议, 用于接收邮件。
FTP: File Transfer Protocol, 文件传输协议, 用于传输文件。
HTTP: Hypertext Transfer Protocol, 超文本传输协议, 用于传输超文本。
SMTP: Simple Mail Transfer Protocol, 简单邮件传输协议, 用于发送邮件。
DHCP: Dynamic Host Configuration Protocol, 动态主机配置协议, 用于动态分配 IP 地址。
TFTP: Trivial File Transfer Protocol, 简单文件传输协议, 用于传输文件。
SNMP: Simple Network Management Protocol, 简单网络管理协议, 用于管理和监控网络设备。
DNS: Domain Name System, 域名系统, 用于将域名转换为 IP 地址。
ICMP: Internet Control Message Protocol, 互联网控制消息协议, 用于错误报告和调试。
IGMP: Internet Group Management Protocol, 互联网组管理协议, 用于组播通信。
ARP: Address Resolution Protocol, 地址解析协议, 用于将 IP 地址转换为 MAC 地址。
RARP: Reverse Address Resolution Protocol, 反向地址解析协议, 用于将 MAC 地址转换为 IP 地址。
2.2.1 DHCP 服务应用
一个 DHCP 服务器
2.3 TCP 与 UDP 协议对比
| 特性 | TCP | UDP |
|---|---|---|
| 连接方式 | 面向连接 (三次握手建立连接) | 无连接 |
| 可靠性 | 可靠传输 (确认、重传、排序机制) | 不可靠传输 |
| 流量控制 | 有 (滑动窗口机制) | 无 |
| 传输效率 | 较低 (由于控制机制) | 较高 |
| 数据顺序 | 保证数据顺序 | 不保证顺序 |
| 头部大小 | 20字节 (较大) | 8字节 (较小) |
| 适用场景 | 文件传输、网页浏览、邮件等需要可靠性的应用 | 视频流、在线游戏、DNS查询等实时性要求高的应用 |
| 拥塞控制 | 有 (慢启动、拥塞避免等算法) | 无 |
| 传输方式 | 字节流 | 数据报文 |
| 多路复用 | 通过端口号实现 | 通过端口号实现 |
