导图社区 计算机网络1-计算机网络体系结构
计算机网络知识框架梳理，有助于帮助您熟悉知识要点，加强记忆。有需要的同学，可以收藏下哟。适合考研408、专业课考试
计算机网络中应用层的知识梳理，适合考研408，专业课考试。主要包括：网络应用模型、域名系统DNS、文件传输协议FTP。
计算机网络中传输层的知识框架梳理，适合考研408、专业课考试。主要包括：传输层服务的功能、寻址与端口、无连接服务与面向连接服务。
这是一篇关于计算机网络4-网络层的思维导图，主要内容有网络层的功能、路由算法、路由协议、网络层设备、移动IP等。
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计算机组成原理
IMX6UL(A7)
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计算机网络概述
概念
是一个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，有功能完善的软件实现资源共享和信息传递的系统
组成
组成部分的角度
硬件
软件
协议
工作方式的角度
边缘部分
由所有连接到因特网上、供用户直接使用的主机组成，用来进行通信和资源共享
核心部分
由大量网络和连接这些网络的路由器组成，为边缘部分提供连通性和交换服务
功能组成的角度
通信子网
各种传输介质、通信设备和相应的网络协议组成，实现联网计算机之间的数据通信
资源子网
实现共享功能的设备及其软件的集合
功能
数据通信
最基本和最重要的功能
资源共享
软件、数据共享&硬件共享
分布式处理
提高可靠性
负载均衡
分类
按分布范围
广域网（WAN）
使用交换技术，因特网的核心部分，提供长距离通信，直径为几十km—几千km
城域网（MAN）
采用以太网技术，覆盖几个街区或整个城市
局域网（LAN）
使用广播技术，一般用微机或工作站相连
个人区域网（PAN）、无线个人区域网（WPAN）
differ：多处理器系统
按传输技术
广播式网络
所有互联网计算机共享一个公共通信信道； WAN中的无线、卫星通信采用；LAN基本上都采用
点对点网络
每条物理线路连接一对计算机； WAN基本都属于点对点网络
是否采用分组转发与路由选择机制是上述两种的重要区别
按拓扑结构
总线形
建网容易，增减节点方便； 通信效率不高，任意一点对故障敏感
星形
便于集中控制和管理； 成本高，中央设备对故障敏感
环形
网状
可靠性高； 控制复杂，线路成本高
按使用者
公用网
专用网
按交换技术
电路交换网络
在源节点和目的节点之间建立一条专用的通路； 建立连接-传输数据-断开连接； eg：传统电话网络
报文交换网络（存储-转发网络）
数据加上源地址、目的地址等辅助信息，然后封装成报文-传送到相邻节点，全部存储后再转发-直到到达目的节点
分组交换网络（包交换网络）主流网络
将数据分成较短的固定长度的数据块，在每个数据块中加上目的地址、源地址等辅助信息组成分组（包），以存储-转发方式传输
按传输介质
有线网络
双绞线网络
同轴电缆网络
无线网络
蓝牙
微波
无线电
性能指标
带宽
网络通信线路所能传输数据的能力，数字信道所能传输数据的最高数据传输速率
bit/s
还表示信号频带范围（Hz）
时延
发送时延
分组长度/带宽
传播时延
信道长度/电磁波在信道上的传输速率（传播速率，m/s）
处理时延
排队时延
时延带宽积
通信链路可容纳的比特数量
传播时延*带宽
往返时延（RTT）
发送第一个短分组到发送端收到接收端的确认的时延
吞吐量
单位时间内通过某个网络（或信道、接口）的数据量
速率
数据传输速率，最高为带宽
信道利用率
有数据通过的时间/有+无
体系结构与参考模型
分层结构
计算机网络的各层及其体系的集合称为网络的体系结构
第n层实体
第n层中的活动元素
对等层
不同机器上的同一层
对等实体
同一层上的实体
服务数据单元（SDU）
协议控制信息（PCI）
协议数据单元（PDU）
(n+1)-PDU=n-SDU n-SDU+n-PCI=n-PDU=(n-1)SDU
规则的集合，存在于对等实体之间
语法
规定数据传输的格式
语义
规定所要完成的功能
同步
规定执行各种操作的条件、时序关系等
一个完整的协议应具有线路管理、差错控制、数据转换等功能
接口
同一节点内相邻两层交换信息的连接点
服务访问节点（SAP）提供给上层使用
服务
下层为上层提供的功能调用，但一层的功能并非都是服务
服务原语
请求
服务用户发往服务提供者
指示
服务提供者发往服务用户
响应
服务用户发往服务提供者，作为指示的响应
证实
服务提供者发往服务用户，作为请求的证实
1
面向连接服务
通信双方事先必须建立连接，分配相应的资源； eg：TCP
无连接服务
无需建立连接，需要发送数据时直接发送； 不可靠服务，尽最大努力交付； eg：IP、UDP
2
可靠服务
网络具有纠错、检错、应答机制，能保证数据正确、可靠地转送到目的地
不可靠服务
3
有应答服务
有传输系统内部自动实现接收方收到数据后向发送方做出回应； eg：文件传输服务
无应答服务
不自动，如需要，由高层实现； eg：WWW服务
模型结构
ISO/OSI参考模型
低三层通信子网、高三层资源子网
物理层
传输单位：比特
任务：透明的传输比特流
通信规则统称为 规程
数据链路层
传输单位：帧
任务：提供点对点之间的通信，将网络层传来的IP数据报组装成帧
成帧
差错控制
流量控制
传输管理等
网络层/网际层/IP层
传输单位：数据报
任务：把网络层的协议数据单元（分组）从源端传到目的端，为分组交换网上不同主机提供通信服务
路由选择
拥塞控制
网际互联
主要协议
无连接的网际协议（IP）
各种路由选择协议等
传输层/运输层
传输单位：报文段（TCP）、用户数据报（UDP）
任务：负责主机中两个进程之间的通信
一个点可以指一个硬件地址或IP地址 端是指进程，一个进程由一个端口来表识
为端到端连接提供可靠的传输服务
为端到端连接提供流量控制、服务质量、数据传输管理等服务
具有复用和分用的功能
复用：多个应用层进程可同时使用下面传输层的服务
分用：传输层把收到的信息分别交付给上面应用层中的相应进程
会话层
允许不同主机上各个进程之间进行会话
为表示层实体或用户进程建立连接并在连接上有序地传输数据，也称 建立同步（SYN）
管理主机间的会化进程：建立-管理-终止
可以使用校验点使通信会话在失效时从校验点继续恢复通信，实现数据同步
表示层
主要处理在两个通信系统中交换信息的表示方式
定义数据结构
数据压缩、加密和解密
应用层
用户与网络的界面
典型协议
FTP文件传送
SMTP电子邮件
HTTP万维网
TCP/IP模型
研究ARPAnet提出； ARPAnet最早的计算机网络，Internet的前身
网络接口层
类似物理层和数据链路层
网际层（主机-主机）
类似网络层（but仅无连接)
IP协议是因特网中的核心协议
传输层（应用-应用，进程-进程）
类似传输层（but无连接和面向连接)
传输控制协议TCP
面向连接的，数据传输单位是报文段，提供可靠的交付
用户数据报协议UDP
无连接的，单位是用户数据报，不保证提供可靠的交付，只能尽最大努力交付
应用层（用户-用户）
比较
相同点
都采用分层的体系结构
都是基于独立的协议栈的概念
都可以解决异构网络的互联
不同点
OSI精确定义了服务、协议和接口； TCP/IP没有明确区分
OSI产生在协议发明之前，没有偏向任何特定协议； TCP/IP实际上是对已有协议的描述
OSI只考虑一种标准的公用系统网络将不同系统互联； TCP/IP考虑了多种异构网的互联问题
OSI在网络层支持面向连接和无连接的通信，传输层仅有面向连接的通信； TCP/IP认为可靠性是端到端的问题，仅在网际层支持无连接的通信，传输层支持无连接和面向连接两种
