自学笔记之计算机网络（1）--计算机网络体系结构

图片来自于王道考研计算机网络在小破站的视频，侵删

计算机网络体系结构

计算机网络的概念：

一些互相连接的、自治的计算机的集合。
是一个将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，由完善的软件实现资源共享和信息传递的系统。

计算机网络的组成

组成部分：硬件、软件、协议
工作方式：
边缘部分（用户直接使用分为 C/S方式与 P2P方式）、
核心部分（为边缘部分服务）
功能组成：
通信子网（实现数据通信）
资源子网（实现资源共享、数据处理）

计算机网络的功能：

数据通信（连通性）
资源共享（硬件、软件、数据）
分布式处理（多台计算机各自承担同一工作任务的不同部分【Hadoop平台】）
提高可靠性（替代机）
负载均衡（各计算机之间更亲密）

计算机网络分类：

按网络的作用范围进行分类：
广域网 WAN – 作用范围几十到几千公里【交换技术】
城域网 MAN – 5-50km 作用范围是一个城市可跨越几个街区甚至整个城市
局域网 LAN – 1km左右用微型计算机或工作站通过高速通信线路相连（速率10Mb/s以上）【广播技术】
个人区域网 PAN – 也称无线个人区域网WPAN 10m
按网络的使用者进行分类
公用网（public network）也叫公众网电信、移动、联通
专用网（private metwork）政府、军队、银行、铁路、电力、公安等系统
按交换技术进行分类
电路交换
报文交换
分组交换
按拓扑结构进行分类
总线型
星型
环型
网状型（广域网）
按传输技术进行分类
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）

计算机网络的标准化工作及相关组织
标准的分类：法定标准（由权威机构制定的正式的、合法的标准 OSI ）、事实标准（某些公司的产品在竞争中占据了主流，时间长了其协议和技术就成了标准 TCP/IP ）
RFC要上升为因特网正式标准的四个阶段

因特网草案----还不是RFC文档（有效期只有六个月）
建议标准----从这个阶段成为RFC文档
草案标准----拿给IETF、IAB审核
因特网标准

相关组织

国际标准化组织 ISO （OSI参考模型）
国际电信联盟 ITU （制定通信规则）
国际电气电子工程师协会 IEEE （学术机构、IEEE802系列标准、5G）
Internet工程部 IETF （负责因特网相关标准的制定）
因特网研究部 IRTF
因特网体系结构委员会 IAB

计算机网络的分层结构

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。
PCI+SDU=PDU<=>SDU

计算机网络协议、接口、服务等概念
实体：表示任何可发送或接收信息的硬件或软件进程，第n层中活动的元素称为n层实体，同一层的实体叫对等实体。
协议：为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定称为网络协议，也简称协议
协议是控制两个对等实体（或多个实体）进行通信规则的集合
三个组成要素：

语法：数据与控制信息的结构或格式
语义：即需要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种响应
同步：即事件实现顺序的详细说明

接口（访问服务点SAP）：相邻层进行信息交换必须遵循的守则，接口是同一结点内相邻两层间交换信息的连接点，是一个系统内部的规定。每层只能为紧邻的层次之间定义接口，不能跨层定义接口。（上层使用下层服务的入口）
服务：下层向上层提供的支持。服务是指下层为紧邻的上层提供的功能调用，它是垂直的。对等实体在协议的控制下，使得本层能为上一层提供服务，但要实现本层协议还需要使用下一层所提供的服务。

服务与协议的区别：

使用本层服务的实体只能看见服务而无法看见下面的协议。
下面的协议对上面的实体是透明的。
协议是“水平的”即协议是控制对实体之间通信的规则。
服务是“垂直的”即服务是由下层向上层通过层间接口提供的。
实体利用协议实现服务。

ISO/OSI参考模型
ISO 国际标准化组织
OSI 互联网法律上的国际标准
分层的意义：标准化和降低每一个步骤之间的相互关联。
7654端到端；321点到点

应用层：能够产生网络流量能够和用户交互的应用程序。QQ，记事本不是、典型应用层服务：文件传输（FTP）、电子邮件（SMTP）、万维网（HTTP）……
表示层：用于处理在两个通信系统中交换信息的表示方式（语法和语义）。加密、压缩开发人员要考虑的问题。
功能：数据格式变换、数据加密解密、数据压缩和恢复。
会话层：向表示层实体、用户进程提供建立连接并在连接上有序地传输数据。这是会话，也是建立同步（SYN）；服务和客户端建立的会话：查木马【netstat -nb】；
功能：建立、管理、终止会话，使用校验点可使会话在通信失效时从校验点、同步点继续恢复通信，实现数据同步。
运输层：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（建立会话）、不可靠传输（不建立会话
QQ、域名解析、广播）、流量控制、差错控制、复用分用
网络层：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。传输单位的数据报。IP地址编址、选择最佳路径；
功能：路由选择、流量控制、差错控制、拥塞控制
数据链路层：主要任务是把网络层传下来的数据报组装成帧。其传输单位是帧。输入如何封装，添加物理层地址MAC；
功能：成帧（定义帧的开始和结束）、差错控制（帧错+位错）、流量控制、访问（接入）控制（控制对信道的访问）
物理层：主要任务是在物理媒体上实现比特流的透明传输，传输单位–比特；电压和接口标准。透明传输：指不管所传数据是什么样的比特组合，都应当能够在链路上传送。
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

TCP/IP模型
TCP/IP因特网事实上的国际标准

应用层：（传输数据单元PDU）支持各种网络应用 FTP/SMTP/HTTP
传输层：（运输层报文）进程-进程的数据传输 TCP/UDP
网络层：（IP数据报IP分组）源主机到目的主机的数据分组路由与转发 IP/ICMP/OSPF……
数据链路层：（数据帧）把网络层传下来的数据报组装成帧 Ethernet/PPP
物理层：比特传输

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