计算机网络

Computer Network
互连的、自治的计算机集合

教科书上的定义已无法用混乱来形容……

通用名词

自治：无主从关系
互连：互联互通，从物理层面上能从任意一台计算机到达任意一台计算机
复用：同时在单一的通信信道或资源上传输多个信号或数据流
分用：从单一的通信信道中提取或恢复原始的多个信号或数据流
互联网（Internet）：全球最大的计算机网络
- ISP：Internet Service Provider，互联网服务提供商

组成

偏软硬构成
- 计算设备：主机、应用
- 网络设备：路由器、交换机等
- 通信链路：光纤、铜缆等
偏设计思维
- 网络边缘：计算设备
  - C/S：客户/服务器(Client/Server)模型
    - 客户端发送请求，接收服务端响应
  - P2P：对等/点对点(Peer-to-Peer)模型
    - 不依赖专用服务器
    - 通信在对等实体间进行
- 网络核心：网络设备
  - 路由器：工作在网络层，负责转发分组
    - 路由（Routing）：确定信息从源到目标的传输路径
    - 转发（Forwarding）：将信息从路由器的输入端口交换到的输出端口
  - 交换机：工作在链路层，负责转发帧
    - 帧（Frame）：数据链路层的数据单元
    - 交换(Switching)：将帧从一个端口复制到另一个端口
      - 电路交换（Circuit Switching）：独占一条链路进行数据传输
        
        电路（Circuit）：通信线路，数据通信的基本单位
      - 报文交换（Message Switching）：将数据以报文为单位进行传输
        
        报文（Message）：数据报，单次通信的信息
      - 分组交换（Packet Switching）：将报文分成分组进行传输
        
        分组（Packet）：数据包，单次通信的信息的一部分
      - 三种交换比较：
- 接入网络：通信链路，将边缘接入核心的的途径
  - 数字用户线路（DSL）：利用电话线传输数据
  - 电缆网络（Cable Modem）：利用有线电视网络传输数据
  - 以太网（Ethernet）
  - 无线（Wireless）
    - 无线局域网（LANs）
    - 无线广域网（WANs）

协议

Protocol
事先约定好的数据交换规则

它规定了信息的

语法：数据与控制信息的结构或格式
语义：数据的意义，即需要发出什么控制信息、完成什么动作以及做出什么响应
时序（同步）：顺序

网络协议簇

一大堆网络协议
层层抽象

体系结构

OSI（Open System Interconnect）：爆金币的老东西，参考标准，七层
- 应用层：为应用程序提供网络服务
  - HTTP、FTP、SMTP、POP3、IMAP、Telnet、SNMP
- 表示层：数据格式转换、加密解密
  - ASN.1、MIME
- 会话层：建立、管理和终止会话
  - NetBIOS、RPC
- 传输层：提供端到端的数据传输服务
  - TCP、UDP
- 网络层：传输分组（Packet），负责路由选择和逻辑寻址
  - IP、ICMP、IGMP
- 数据链路层：传输帧（Frame），物理寻址、错误检测和纠正
  - Ethernet、PPP、HDLC
- 物理层：传输比特（Bit）流，定义物理媒介的传输方式
  - EIA/TIA-232、V.35、USB、Bluetooth
TCP/IP（Transmission Control Protocol/Internet Protocol）：现在实际用的，四层
- 应用层：包括OSI的会话层、表示层、应用层
- 传输层：OSI的传输层
- 网络层：OSI的网络层
- 网络接口层：OSI的物理层和数据链路层
五层协议：TCP/IP的简化版本，教学用

为什么要抽象（分层）

Anyway，各个层之间是独立的，灵活性比较好，可以单独修改某一层的协议，而不影响其他层

标准化比较好做，比较符合人的直觉，易于实现和维护

每一层要实现的

差错控制：使通信可靠
流量控制：使 $发送端速率\le接收端速率$
分段和重装：在发送端将数据划分为小块，再在接收端还原成原始数据
复用和分用：发送端多个高层会话复用一条低层的连接，接收端再分用到不同的高层会话
连接建立和释放：建立逻辑连接，传输数据，释放逻辑连接

数据具体是怎么使用协议簇传输的？

层与层之间的包装

顺便说说

它是？

通过交换网络互连主机

计算机网络是通信技术与计算机技术紧密结合的产物

计算机网络就是一种通信网络

通信系统模型

标准？

ISO：国际标准化组织
IETF：互联网工程任务组
IEEE：电气电子工程师协会

OSI（开放式系统互联）是由国际标准化组织（ISO）制定的网络协议参考模型。OSI 模型的设计旨在使不同类型的计算机和网络设备能够相互通信，同时保证通信的可靠性和安全性。虽然 OSI 模型并没有被广泛使用，但它对网络协议的设计和标准化产生了重要的影响，例如 TCP/IP 协议就是在 OSI 模型的基础上设计的。

TCP/IP 是由美国国防部高级研究计划局（DARPA）在 1970 年代末和 1980 年代初开发的。虽然 TCP/IP 最初是为军事目的而开发的，但它很快就被广泛应用于民用领域，并成为了互联网的基础协议。TCP/IP 的标准化工作由互联网工程任务组（IETF）负责，目前 TCP/IP 已经成为了互联网的核心协议之一。

其实TCP/IP是网络层之上的协议，网络接口层（链路层）不属于IETF的制定范围

IEEE（电气电子工程师协会）是一个国际性的专业组织，致力于推动电气、电子和计算机工程领域的技术发展和标准化工作。IEEE 制定了许多电气、电子和计算机工程领域的标准，例如以太网、Wi-Fi、蓝牙等无线通信标准，以及 USB、HDMI 等接口标准。此外，IEEE 还制定了许多其他标准，例如数字信号处理、人工智能、机器学习等领域的标准。

通用名词​

组成​

协议​

它规定了信息的​

网络协议簇​

体系结构​

为什么要抽象（分层）​

每一层要实现的​

数据具体是怎么使用协议簇传输的？​

顺便说说​

它是？​

标准？​