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计算机网络
这是一篇关于计算机网络的思维导图，主要内容包括：1.计算机网络体系结构，2.物理层，3.数据链路层，4.网络层，5.传输层，6.应用层。
编辑于2025-03-17 16:33:39- 计算机网络
- 数据链路层
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计算机网络
1.计算机网络体系结构
计算机网络概述
概念、组成、功能、分类
概念
计算机网络就是一些互连的、自治的计算机系统集合
功能
数据通信
资源共享
分布式处理
提高可靠性
负载均衡
因特网发展阶段
ARPAnet -> internet -> Internet
三级结构的因特网
多层次ISP结构的因特网
组成
物理组成
硬件
软件
协议
工作方式组成
边缘部分
用户直接使用
C/S方式
P2P方式
核心部分
功能组成
通信子网
实现数据通信
下三层：物理层、数据链路层、网络层
资源子网
实现资源共享/数据处理
上三层：会话层、表示层、应用层
分类
按分布范围分
广域网WAN
交换技术
城域网MAN
局域网LAN
广播技术
个人区域网PAN
按使用者
公用网
专用网
按交换技术分
电路交换
报文交换
分组交换
存储转发
按拓扑结构分
总线型
星型
环型
网状型
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
标准化工作及相关组织
性能指标
速率
数据率或数据传输率或比特率
带宽
用来表示网络的通信线路传送数据的能力 最高数据率
吞吐量
单位时间内通过某个网络的数据量
时延
定义：从网络的一端传送到另一端所需的时间。
发送时延
发送时延 = 数据长度 / 信道带宽
传播时延
传播时延 = 链路长度 / 传播速度
排队时延
处理时延
时延带宽积
比特为单位的链路长度（某段链路现在又多少比特）
时延带宽积 = 传播时延 * 带宽
往返时延RTT
从发送方发送数据开始，到发送方收到接收方的确认
包括
往返传播时延 = 传播时延 * 2
末端处理时间
利用率
信道利用率
有数据通过的时间 / （有+无）数据通过的时间
网络利用率
信道利用率甲醛平均值
体系结构&参考模型
分层结构
实体
第n层中的活动元素称为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。【水平方向】
语法
规定传输数据的格式
对于数据为01二进制，怎么分割
语义
规定所要完成的功能
分割后每段所表达的意思
同步
规定各种操作的顺序
对于某个数据包先后发送的顺序
接口（访问服务点SAP）
子主题 1
服务
下层为相邻上层提供的功能调用。【垂直】
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
IOS/OSI模型（法定标准）
应用层
所有能和用户交互产生网络流量的程序
协议
文件传输——FTP
电子邮件——SMTP
万维网——HTTP
表示层
处理两个通信系统中交换信息的表示方式（语法语义）
功能
数据格式的变化
数据加密解密
数据的压缩和恢复
协议
ASCLL
JPEG
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，也是建立同步（SYN）
功能
建立、管理、终止会话
使用校验点可以使会话在通信失效时从校验点继续恢复通信，实现数据同步
协议
ADSP、ASP
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报
功能
可靠传输、不可传输
差错控制
对传输中可能出现的错误进行控制
流量控制
控制发送速度
复用分用
复用
多个应用层进程可以同时使用下面传输层的服务
分用
运输层把收到的信息分别交付给应用程的进程
协议
TCP
UDP
网络层
分组从源端传到目的端，未分组交换网上的不同主机提供通信服务
功能
路由选择
流量控制
差错控制
拥塞控制
若所有节点都来不及接受分组，而要丢弃大量分组，网络就处于拥塞状态。要采取一定的措施缓解拥塞
协议
IP
IPX
ICMP
IGMP
ARP
PARP
OSPF
数据链路层
把网络层传下来的数据包组装成帧。数据链路层的传输单位是帧
功能
成帧
差错控制
流量控制
访问（接入）控制 控制对信道的访问
协议
PPP
SDLC
STP
HDLC
物理层
在物理媒介上实现比特流的透明传输，物理层的传输单位是比特
功能
定义接口特性
定义传输模式
单工、半双工、双工、
定义传输速率
比特同步
比特编码
协议
Rj45
802.3
TCP/IP模型（事实标准）
应用层
传输层
网际层
网络接口层
OSI与TCP/IP模型的不同点
OSI定义三点：服务、协议、接口
OSI先出现，参考模型先于协议发明
TCP/IP设计之初就考虑到异构网互联问题
五层参考模型
应用层
传输层
网络层
数据链路层
物理层
2.物理层
通信基础
基本概念
物理层接口特性
机械特性
指明接口的形状、尺寸、引脚数量等
电气特性
指明某条线的电压出现的电压范围
功能特性
某一电压说明意义，如低电压—0高电压—1
过程特性
指明不同功能出现的工作规程和时序的关系
通信模型
相关术语
数据data
传输信息的实体
信号
数字信号/离散信号
模拟信号/连续信号
信源
信宿
信道
传输介质分类
有线信道
无线信道
传输信号分类
模拟信道
数字信道
码元
一单位码元携带多少bit数据，如二进制码元携带1bit数据，16进制码元携带4bit数据
速率
码元传输速率
单位时间中传输码元传输个数，一波特=每秒传输一个码元
单位：波特（Baud）
信息传输速率
单位时间内传输二进制码元个数/bit数
带宽
数字设备中：表示单位时间内通过链路的数量
单位：比特每秒（bps）
三种通信方式
单工
仅需要一条信道
广播
半双工
双方都可以互相发送接收信息，但是不能同时发送和接收，需要两个信道
对讲机
半双工再理论可以一条信道，但是实际设计是两个信道，有利于提升通信效率
全双工
双方同时发送与接收信息，需要两个信道
传输方式
串行传输
将一个字符的8位由低位到高位按顺序传输
速度慢、费用低、适合远距离
并行传输
一个字符8位同时通过8条信道传输
速度快、费用高、适用近距离
同步传输&异步传输
两个公式Lim
奈氏准则
在理想低通（无干扰，带宽受限）条件下，极限传输速率为2W Baud，W是信道带宽，单位是Hz
理想低通极限传输速率 = 2W log2V （单位bit/s）
内忧
香农定理
信噪比
信噪比 = 信号平均功率/噪声平均功率，用分贝（dB）作为度量单位
信噪比（dB） = 10log10（S/N）
在带宽受限且有噪声的信道中，为不产生误差所设的上线
信道极限数据传输速率 = Wlog2（1+ S/N）
外患
两个公式取最小值为极限值
编码与调制
基带信号
用数字信号1与0用两种不同的电压表示，再送到数字信道上去传输（基带传输）
基带信号就是发出的直接表达了要传输的信息的信号
宽带信号
将基带信号进行调制后形成的频分复用模拟信号，再传送到模拟信道上去传输（宽带传输）
编码
数据转化为数字信号
调制
数据转化为模拟信号
编码的类型
非归零编码（NRZ）
1高电平0低电平
曼彻斯特编码
1为前高后低0为前低后高
频带的宽度是原始的基带宽度两倍
差分曼彻斯特编码
同1异0，1：前半个码元和前一位后半个码元相等，0：前半个码元和前一位后半个码元相异
归零编码（RZ）
1高电平但回归低电平，0低电平保持不变
反向不归零编码（NRZI）
1不变0变换电平
4B/5B编码
用5位来表示4位信息，传输效率等于4/5=80%
调制
调幅类型
调幅（2ASK）
1有幅度 0无幅度
调频（2FSK）frequence
1频率高0频率低
调相（2PSK）
1为余弦波0为正弦波
调相 + 调幅（QAM）
4800bit/s
脉码调制（PCM）
抽样
将时间上连续的信号编程离散的信号
注意：f（采样频率）>= 2f(信号最高频率)
量化
将抽样的电平幅值按照一定的分级标度转化成对应的数值，并取整数。
编码
把量化的结果转换成对应的二进制编码
数据交换方式
电路交换 (Circuit Exchanging)
数据传输期间，源结点与目的结点构成专用物理连接线路，数据传输结束前这条线路一直保持
双工
特点：独占资源，适合远距离实时性强的大数据传输的情况
存储转发交换
报文交换 (Message Exchanging)
报文：报文(Message) 是网络中交换与传输的数据单元，即站点一次性要发送的数据块。
采用存储转发方式，无需在两个站点之间建立一条专用通路。
分组交换 (Packet Exchanging)
与报文交换的差别：限制传输数据的长度，一般为128B = 128*8b，发送结点将准备发送的数据分为一定长度的分组，以组为单位进行传输交换。接收方将分组装成信息或报文。
每个分组= 小数据块 + 控制信息（源和目的地址、编号）
数据报方式
特点
无连接服务
不事先为分组的传输确定路线，每个分组独立的确认传输路线，不同分组传输路线可能不同。
传输的是顺序可能发生乱序重复与丢失
每个分组都要携带源地址与目的地址，以及分组号
分组在交换结点可能会排队等候处理，带来一定的时延。数据多的时候结点可能丢弃部分分组。
网络具有冗余路径，当一个结点或者链路故障，可能相应的更新转发表。适用突发性通信，不适用长报文、会话式通信。
虚电路方式
特点
连接服务
先为分组的传输确认传输路线，然后按照路线分组传输数据，同一批走的路线相同，传输结束后拆除连接。
按顺序传输，同一报文的不同分组到达目的结点都不会重复、乱序、丢失。
结点只需要差错检测，不需要路由选择
每个结点可能与多个结点之间建立虚电路，每个虚电路支持特定的两个端系统之间的数据传输。两个端系统也可以有多个虚电路为不同的进程服务
将电路交换方式结合
虚电路与数据报的差别
传输介质*设备
传输介质
导向传输介质
双绞线
屏蔽双绞线（STP）
非屏蔽双绞线（UTP）
同轴电缆
宽带同轴电缆
基带同轴电缆
光纤
多模光纤
单模光纤
非导向传输介质
无线电波
穿透能力强，可远距离，广泛用于通信领域
微波
地面微波接力通信
卫星通信
红外线、激光线
物理层设备
中继器
功能：对信号进行再生和还原
5-4-3规则
五个网段，四个网络层设备，三个段连接计算机
集线器
对信号放大转发。是一个共享式设备。
不能分割冲突域。平分带宽
3.数据链路层
基本概念
结点
主机、路由器
链路
两个结点的物理通道
数据链路
两个结点的逻辑通道，把控制传输的协议的硬件和软件加到链路成为数据链路
帧
链路层的协议数据单元
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连接的相邻结点传输数据报。
在物理层提供服务的基础上，向网络层提供服务。主要作用是加强物理层传输原始比特流。
物理层可能会出错，数据链路层将物理层改成无差错的。
功能
为网络层提供服务
无确认无连接服务
有确认无连接服务
有确认面向连接服务
有连接一定有确认
链路管理
连接的建立、维持、释放（用于面向连接服务）
封装成帧
在一段数据的前后两个部分添加首部与尾部。
方法
字符计数法
第一个字节表明帧的字符数量，包括自己
字符节填充法
开头结尾用特定的比特组合标志开始结束
在传输数据中可能出现控制字符，需要在前面添加ESC转义字符，防止系统误读为控制字符。
SON （Start of header）
EOT (End of transmission)
零比特填充法
在组帧前扫码数据内容，出现五个连续的1在后面添加一个0.再组帧发送。在接收端去掉首尾定界符。扫码整个数据段，出现五个连续的1删除一个后面的0恢复原本数据。
违规编码法
用两个不会使用的电平作为帧的定界符，比较简单常用。
IEEE802，使用这个方法
目前常用的是比特填充和违规编码法
帧同步
接收方在收到数据能够据首部尾部的标记识别帧的开始与结束。
透明传输
不管传输数据是什么样的比特组合，都应该能在链路上传送，链路层看不见有什么妨碍数据传输的东西
差错控制
差错都是由于噪声引起。
全局
信道固有的噪声
局部
外界某些原因造成的冲击噪声
位错
比特位错误，1变0，0变1
检错编码
方法：重传帧
海明码
检测错误n——码距n+1
纠错n——码距2n+1
海明不等式
求检验值
检错
方法一
方法二
纠错编码
奇偶校验码
奇校验码
1的个数为奇数
偶校验码
1的个数为偶数
循环冗余码
双方商定的除数/生成多项式
帧错
帧丢失、重复、失序
定时器、编号机制
流量控制
高的发送速度与低的接收能力不匹配，会造成传输出错。
控制发送速率
链路层与传输层的流量控制区别
链路层：点到点，传输层：端到端
链路层控制手段：接收方收不下不回复确认 传输层控制手段：接收端向传输端一个窗口公告
流量控制方法
停止等待协议
也可以理解为滑动窗口协议，发送窗口和接收窗口都为1。
无差错情况
有差错情况
帧丢失或者检测帧出错
超时计时器：每发送一个帧就启动一个计时器
时间设置要比往返时延(RTT)更长一些
注：发送完一个帧，必须保存副本。
注：数据帧和确认帧必须编号
确认帧（ACK）丢失
发送方没收到确认帧在超时计时器结束时，重新发送帧，接收方接收帧丢弃重复的帧再重发ACK
确认帧（ACK）迟到
信道利用率
信道吞吐率
优缺点
优点：简单
缺点：信道利用率太低
滑动窗口协议
后退N帧协议（GBN）
发送窗口大小>1，接收窗口大小=1
接收方可以累计发送确认帧（ACK）
发送方
发送方在一个帧没收到ACK时，超过一定时间会重发所有未被确认的帧
接收方
收到不是预期的帧，直接全部丢弃。
收到不是预期的帧，会发送前一个帧的ACK
滑动窗口长度限制
采用n个比特对帧编号
W：窗口长度 1 <= W <= 2^n-1
优缺点
优点：连续发送数据帧提高了信道利用率
缺点：重传时候把成功传送的数据帧重传
选择重传协议（SR）
发送窗口大小>1，接收窗口大小>1
发送方
接收方
只要是窗口内的帧来者不拒，如果收到窗口前窗口大小内的帧，重发该帧的ACK，其他情况舍弃帧。
窗口长度限制
采用n个比特对帧编号
W发送窗口 = w接收窗口 = 2^(n-1)
程序不能判断帧是新帧还是旧帧
发送窗口大于接收窗口，接收方收不完丢弃，浪费资源 发送窗口小于接收窗口，发送方发不了这么多，设置无意义。
固发送窗口等于接收窗口
滑动窗口可以实现流量控制与可靠传输
可靠传输
发送端发什么数据，接收端收到什么数据。
应用
两种链路/信道（介质访问控制）
点对点（广域网）
应用：协议：PPP、
广播（局域网）
介质访问控制
静态划分信道
频分多路复用（FDM）
相对时分复用并发
时分多路复用（TDM）
相对频分复用是：并发的
改进：统计时分复用（STDM）
没改进平分速度，改进后最高可以满速度
波分多路复用（WDM）
大概原理是光的光谱
码分多路分用（CDM）
动态划分信道
轮询访问介质访问控制
轮询协议
主结点轮流邀请从属结点发送数据
问题：轮询开销、等待延迟、单点故障
令牌传递协议
TCU（转发器）
令牌：一个特殊格式的MAC控制帧，不含信息
问题：令牌开销、等待延迟、单点故障
应用：负载较重、通信量较大的网络
随机访问介质访问控制（产生冲突）
ALOHA协议
纯ALOHA协议
时隙ALOHA协议
将时间划分为统一大小的时间间断，发送必须在时间段发送。
纯ALOHA比时隙ALOHA的吞吐量与效率更低 更容易发生碰撞
时隙ALOHA只在时间片段的开始时才发送 纯ALOHA协议想发就发
英文解释
CSMA（carrier sense multiple access）
CS：载波侦听/监听，每个站点在发送数据前要检测一下总线上是否有其他计算机在发送数据
MA：多点接入，表示许多计算机以多点接入的方式连接在一根总线上
CSMA协议
协议的思想：发送帧前，监听信道
监听结果
信道空闲：发送完整数据帧
信道繁忙：推迟发送
对于不同繁忙而分类的
1-坚持CSMA思想
非坚持CSMA
p-坚持CSMA
CSMA/CD协议
CD（collision detection）：碰撞检测
半双工网络
碰撞怎么来的
传播有时延，发送过去了需要时间到达
重传时间确定：截断二进制指数规避算法
最小帧长问题
帧太小就没有叫停的意义了
CSMA/CA协议
英语
CA（collision avoidance）：碰撞避免
RTS（request to send）
内容：发射端地址，接收端地址，下一份数据持续发送的时间
CTS（clear to send）
应用：无线局域网（无线网络）
工作原理
CD/CA的区别
应用：无线局域网，常用于局域网、早期总线以太网，星型（逻辑总线型）
特点
拓扑结构
总线拓扑结构优点最好
局域网常用的介质访问控制方法
CSMA/CD
总线结构/树型结构局域网
令牌总线
总线结构/树型结构局域网
令牌和总线相结合
令牌环网
环网局域网
局域网分类
以太网
令牌环网
已经淘汰
逻辑是环形结构
FDDI网（Fiber Distributed Data Interface）
ATM网
固定长度：53字节
了解
无线局域网
采用 IEEE 802.11
IEEE 802标准
IEEE 802.3
以太网
IEEE 802.5
令牌环网
IEEE 802.8
光纤
IEEE 802.11
无线局域网
链路层设备
网桥
优点
过滤通信量，增大吞吐量
隔离了冲突域
扩大了物理范围
提高了可靠性
可以互连不同的物理层、不同MAC子层和不同速率的以太网
透明网桥
以太网上的站点不知道发送的帧经过哪几个网桥，是一个即插即用的设备——自学习
源路由网桥
发送帧把详细的最佳路由信息（路由最少/时间最短）放在帧的首部。
交换机
多接口网桥——以太网交换机
独占传输媒体带宽
两种交换方式
直通式交换机
查完目的地址就立即转发
延迟小，可靠性低，无法支持具有不同速率的端口的交换
存储转发式交换机
将帧放入高速缓存，并检查是否正确，正确则转发，错误则丢弃。
延迟大，可靠性强，可以支持具有不同速率的端口交换
分层
LLC子层
MAC子层
以太网
统治地位的原因
造价便宜
应用广泛
比令牌环网、ATM网简单便宜
满足网速要求 ： 10Mb/s - 10Gb/s
提供无连接、不可靠服务
只能实现无差错的接收、不能实现可靠传输
使用集线器在以太网逻辑上是总线，物理是星型
10BASE-T以太网
BASE：基带传输
T：双绞线
10：传输速率10Mb/s
每段双绞线最长：100m
采用曼彻斯特
采用CSMA/CD，会有碰撞
MAC地址
长度48位二进制地址，前24位厂家编号，后24位厂家自己指定
以太网MAC帧
目的地址：6Bit
源地址：6Bit
类型：2Bit
数据/IP数据报：46-1500Bit
以太网帧最短64Bit，所以最短46Bit
FCS：4Bit
高速以太网
速率超过100Mb/s的以太网称为高速以太网
无线局域网/IEEE 802.11
802.11的MAC帧头
地址1： 接收端（RA）
地址2：发送端（TA）
地址3：目的地址（DA）
地址4：源地址（SA）
分类
有固定基础设施无线局域网
无固定基础设施无线局域网的自组织网络
Vlan
广域网
广域网覆盖网络层、链路层、物理层，局域网只有：链路层、物理层
PPP协议（Point-to-Point Protocol）
点对点协议，全双工链路
要求
透明传输
异步线路：字节填充
传输中逐个字节、字符发送
同步线路：比特填充
一位位比特发送的
无需满足
三个组成部分
将IP数据包封装到串行链路的方法
链路控制协议（LCP）
建立并维护数据链路连接
网络控制协议（NCP）
每个不同的网络层协议都要有一个相应的NCP来配置，位网络层协议建立和配置逻辑连接
PPP协议帧格式
转义字符：7D——01111101
FCS：CRC检测
面向字节
不可靠传输
HDLC协议（High-Level Data link Contrl）
HDLC的站
主站
从站
复合站
三种数据操作方式
正常响应方式
从站发送数据需要等主站同意
异步响应方式
从站发送数据不需要主站同意
异步平衡方式
每一个复合站都可以随一发送不需要对方同意
记忆：无奸细
面向比特
可靠传输
因为可靠消耗时间多，所以不常用
PPP与HDLC区别
冲突域和广播域
4.网络层
概述和功能
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。
数据报与分组
将长的数据包分割成分组
功能
路由选择与分组转发
异构网的互联
拥塞控制
开环控制
静态
闭环控制
动态
转发
根据转发表进行转发，路由器本地动作
了解硬件结构
路由器
转发表
各种协议
IP
版本：4b
IPv4/IPv6
首部长度：4b
首部的长度*4B，单位是4B
一共4位，可表示最高15，也就是60B，固定部分为：20B，可变部分为：40B
因为固定20B所以首部长度从0101开始
区分服务：8b
指示期望获得哪种类型的服务
总长度：16b
首部+数据，单位是1B
生存时间：8b
IP分组的保质期，经过一个路由器-1，变成0则丢弃，防止该分组一直在链路上传播。
协议：8b
数据部分的协议
TCP很6，UDP不可靠会17（遗弃）
首部检验和：16b
只检验首部
源地址：32b
目的地址：32b
标识：16b
同一数据报的分片使用同一标识
标志：3b
只有两位才有意义X __ __,后面两位
中间位DF（Dont Fragment）：DF=1为禁止分片，DF=0为允许分片
最低位MF（More Fragment）：MF=1为后面还有分片，MF=0代表最后一片/没分片
片偏移：13b
指出较长分组分片后，某片在原分组中的相对位置，单位为8B
ARP
完成主机或路由器IP地址与MAC地址的映射，解决下一跳走哪的问题。
在实际网络的链路上传送数据帧，最终必须使用MAC地址
DHCP
动态分配IP地址
全是广播，基于UDP
ICMP
实现差错的报告与网络的探询
类型
差错报告报文
终点不可达：当路由器或主机不能交付数据报时就向原点发送终点不可达报文
源点抑制：当路由器或主机由于拥塞而丢弃数据包时，就像源点发送源点抑制报文，源点知道应当把数据包的发送速率放慢
基本不用了
时间超过
参数问题
改变路由（重定向）
不应发送ICMP差错报文的情况
询问报文
回送请求和回答报文
时间戳请求和回答报文
不再使用
应用：
PING
Traceroute
先发TTL为1的报文，在遇到第一个路由减一为0时发送时间超过差错报文，然后后面逐步增加TTL值。
网际组管理协议（IGMP）
让路由器知道本局域是否有主机参加或退出某个组播组
组播路由选择协议
找出以源主机为根节点的组播转发树
IPv4
私有地址
IPv6
从根本上解决IPv4的地址耗尽问题
改进首部格式，提高快速处理/转发数据报
版本：4b
指明协议的版本
优先级：8b
区分数据报的类别和优先级
流标签：20b
有效载荷长度：16b
有效载荷的长度（数据+扩展首部）不包括首部40B
下一个首部：8b
指向扩展首部第一个字。在扩展首部中也有下一个首部，指向后面的首部第一个字，最后一个扩展首部指向数据
跳数限制：8b
相当于IPv4的TTL
源地址：128b
目的地址：128b
v4与v6过渡的策略
双栈协议
隧道技术
ipv4和ipv6的区别
网络层编址
基本编址形式
子网划分与子网掩码
CIDR
超网/路由聚合
最长前缀匹配
谁匹配的子网掩码最长，匹配谁
网络地址转换NAT
NAT将本地IP转化为网络IP或者相反
移动IP
路由选择
路由选择算法运行在每一台路由器中，每台路由器中都包含转发和路由选择两个功能。
路由选择处理器
在SDN中负责和远程控制器通信
在传统方法负责执行控制平面功能
SDN（Software-Defined Networking）
将控制平面从路由器分离，由软件统一管理
SDN控制平面
SDN控制器
收起下面设备的信息状态等，为网络控制应用程序提供信息
展开
OpenFlow协议
帮助SDN控制器与路由器的通信的协议
网络控制应用程序
根据SDN控制器的信息进行编程监视控制下面设备。
路由选择算法
静态路由
动态路由
分散性：距离向量路由算法，如：RIP
要求每个路由器维护从自己到其他每一个目的的网络的唯一最佳距离记录。
距离：
RIP路由器只和相邻路由器交换信息：自己的路由表
每30秒和附近路由器交换路由信息，在180秒没有收到邻居的路由通告，则判定邻居没了。并更新自己路由表
30s/180s
全局性：链路状态路由算法，如：OSPF
路由选择协议（层次路由）
自治系统（AS）
自治系统内IGP
如：RIP、OSPF
自治系统间EGP
如：BGP
Internet太大，找较好的路由就好
TCP
支持CIDR
四个报文
三种路由协议的区别
IP单播、广播、组播
组播应用UDP，不可靠
01-00-5E
前面一定是01-00-5E，然后后面24位，第一位一定是0固剩下23位，所以将D类IP地址后面23位映射到剩下23位中，但是中间有5位是映射不了，可能导致两个不同组播地址的Mac组播地址相同，所以用软件进行过滤，丢弃不是本主机要接收的数据包丢弃
网络层设备
路由器
多个输入端口和多个输出端口的专用计算器，任务是转发分组
三层设备的区别
5.传输层
传输层概述
功能
提供进程与进程之间的逻辑通信
复用和分用
收到的报文进行差错检测
端口号
端口号用16位去表示
UDP协议
首部格式
源端口：16b
如果不期望回复数据，源端口可以为空
目的端口：16b
16位UDP长度：16b
单位位1B
UDP校验和：16b
UDP校验
伪首部在传输中不存在，校验的时候才出现
TCP协议
特点
面向字节流
首部格式
序号：32b
确认号：32b
数据偏移（首部长度）：4b
保留：6b
控制位：6b
紧急位 URG：1b
是从应用程到传输层有优先级
确认位 ACk：1b
推送位 PSH：1b
是从传输层到应用程有优先级
复位 RST：1b
同步位 SYN：1b
终止位 FIN
窗口：16b
B给A发送时，窗口大小是B的可容纳大小
校验和：16b
伪首部和UDP一样
紧急指针：16b
紧急字段为：50时，数据部分的1-50字节为紧急数据
选项：长度可变
填充：填充选项字段位4Bit的倍数
TCP连接管理
建立连接三次握手
释放连接四次握手
第四步要等待两个最长报文段寿命才结束
因为当服务器没收到第四个报文段，会继续发送第三个报文段
可靠传输
重传
流量控制
p
拥塞控制
发送窗口
接收窗口rwnd
拥塞窗口cwnd
传输轮次
四种算法
慢开始拥塞避免
快重传快恢复
快重传
ssthresh的初始值
慢开始门限
6.应用层
基本概念
应用层协议定义
应用层功能
网络应用模型
客户/服务器模型 C/S
服务器
一直提供服务
一个永久的域名
客户机
与服务器通信，使用服务器提供的服务
间歇性的接入网络
可能使用动态IP地址
不与其他客户机直接通信
对等模型 P2P
应用
DNS
查询方式
递归查询
迭代查询
FTP
类别
简单文件传送协议TFTP（Trivial ~）
文件传送协议FTP（File Transfer Protocol）
工作原理
端口
控制连接端口 21
请求
时刻打开
数据传输端口 20
文件
传输时才打开
不一定永远是20
方式
主动方式
被动方式
电子邮件
SMTP（发）
端口号：25
MIME
POP3（收）
端口：110
IMAP（收）
HTTP
非持久连接
持久连接
报文
状态码
万维网WWW
数据链路层在网络层传递的data的前后加上首部尾部，物理层将上传传递的data转化01二进制，而其他层在上层传递的data加上尾部，不加首部
自由主题
口诀：可差留用。可差的人也能留用？？
上面四层为端到端通信，下面三层是点到点通信