计算机网络--bilibil

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一、计算机网络概述
1.什么是计算机网络
计算机网络主要由一些通用的、可编程的硬件互连而成，通过这些硬件，可以传送不同类型的数据，并且可以支持广泛和日益增长的应用。
2.计算机网络的分类
按照网络的作用范围：广域网（WAN）、城域网（MAN）、局域网（LAN）
按照网络使用者：公用网络、专用网络
3.计算机网络的发展历史
互联网的发展历史：
第一阶段：单个网络ARPANET，交换机+电脑
第二阶段：三层结构互联网，主干网+地区网+校园网
第三阶段：多层次ISP(Internet Service Provider，网络服务提供商)互联网，主干ISP+地区ISP+校园/公司/家庭…
中国互联网的发展历史：
1980年开始互联网实验，1989年第一个公立网络建立运行，1994年接入国际互联网。
4.计算机网络的层次结构
层次结构设计的基本原则：
各层之间是相互独立的；
每一层需要有足够的灵活性；
各层之间完全解耦。
OSI七层模型：并没有成为广泛使用的标准模型，标准制定周期过长，设计不合理。

TCP/IP四层模型：

5.计算机网络的性能指标
速率：bps=bit/s
时延：发送时延、传播时延、排队时延、处理时延
往返时间RTT：数据报文在端到端通信中的来回一次的时间。
二、物理层概述
1.物理层的作用：连接不同的物理设备，传输比特流。
2.信道的基本概念：信道是往一个方向传输信息的媒体，一条通信电路包含一个发送信道和一个接受信道。
单工通信信道：只能一个方向通信，没有反方向反馈的信道；
半双工通信信道：双方都可以发送和接受信息，但不能同时发送也不能同时接收；
全双工通信信道：双方都可以同时发送和接收。
3.信道的分用-复用技术：大大提升信道的利用率，如下图，分为频分复用、时分复用、波分复用、码分复用。

三、数据链路层
1.数据链路层概述
封装成帧：“帧”是数据链路层数据的基本单位，帧的结构如下图：

透明传输：“透明”是指即使控制字符在帧数据中，但是要当做不存在去处理。原理如下图，即在控制字符前加上转义字符ESC。

差错检测：奇偶校验码、循环冗余校验码CRC
奇偶校验码：局限性：当出错两位时，检测不到错误。
循环冗余检验码：根据传输或保存的数据而产生固定位数校验码。
2.最大传输单元
最大传输单元MTU(Maximum Transmission Unit)，数据链路层的数据帧不是无限大的，数据帧长度受MTU限制。
路径MTU：由链路中MTU的最小值决定。
3.以太网协议详解
MAC地址：每一个设备都拥有唯一的MAC地址，共48位，使用十六进制表示。
以太网协议：是一种使用广泛的局域网技术，是一种应用于数据链路层的协议，使用以太网可以完成相邻设备的数据帧传输,数据格式如下：

计算机网络之网络层篇

计算机网络之传输层篇

一、UDP协议详解
1.UDP(User Datagram Protocol: 用户数据报协议)，是一个非常简单的协议，结构如下：

2.UDP协议的特点：

UDP是无连接协议；
UDP不能保证可靠的交付数据；
UDP是面向报文传输的；
UDP没有拥塞控制；
UDP首部开销很小。

二、TCP协议
1.TCP(Transmission Control Protocol: 传输控制协议)，是计算机网络中非常复杂的一个协议，其结构如下：
2.TCP协议的特点：

TCP是面向连接的协议；
TCP的一个连接有两端，即点对点通信；
TCP提供可靠的传输服务；
TCP协议提供全双工通信；
TCP是面向字节流的协议；
3.TCP首部之TCP标记的作用：

4.可靠传输的基本原理
停止等待协议：是最简单的可靠传输协议，但是该协议对信道的利用率不高。
连续ARQ(Automatic Repeat reQuest：自动重传请求)协议：滑动窗口+累计确认，大幅提高了信道的利用率。
5.TCP协议的可靠传输
基于连续ARQ协议，在某些情况下，重传的效率并不高，会重复传输部分已经成功接收的字节。
6.TCP协议的流量控制
流量控制指让发送方发送速率不要太快，TCP协议使用滑动窗口实现流量控制。
7.TCP协议的拥塞控制
拥塞控制与流量控制的区别：流量控制考虑点对点的通信量的控制，而拥塞控制考虑整个网络，是全局性的考虑。
拥塞控制的方法：慢启动算法+拥塞避免算法，如下图，纵坐标表示每一次发送数据报文的数量，横坐标表示发送的次数：
8.TCP连接的三次握手
如图所示，具体标记详见上面3.TCP标记的含义与作用：
问：为什么发送方要发出第三个确认报文呢？
答：避免已经失效的的连接请求报文传送到对方，引起错误。
9.TCP协议的四次挥手
如图所示
问：等待计时器为什么需要等待2MSL（最长报文断寿命，一般为2min）？
答：最后一个报文没有确认，确保发送方的ACK可以到达接收方，如果2MSL时间内没有收到，则接收方会重发；确保当前连接的所有报文都已经过期。

计算机网络之应用层篇

一、DNS详解
DNS（Domain Name System:域名系统）：解决IP地址复杂难以记忆的问题。
1.IP—>DNS服务—>便于记忆的域名
2.域名由点、字母和数字组成，分为顶级域（com，cn，net，gov，org）、二级域（baidu,taobao,qq,alibaba）、三级域（www）
(12-2-0852)
二、DHCP协议
DHCP（Dynamic Configuration Protocol:动态主机设置协议）：是一个局域网协议，是应用UDP协议的应用层协议。
作用：为临时接入局域网的用户自动分配IP地址。
三、HTTP协议
HTTP（HyperText Transfer Protocol:超文本传输协议）：是可靠的数据传输协议。
HTTP请求的方式对比：
GET：请求指定的页面信息，并返回实体主体。
POST：向指定资源提交数据进行处理请求。
DELETE:请求服务器删除指定的页面。
四、HTTPS协议
HTTPS（secure）安全的HTTP协议。