计算机⽹络学习笔记（谢希仁第7版）⽂章⽬录
⽹络模型
1.OSI七层模型
应⽤层
表⽰层
会话层
传输层
⽹络层
数据链路层
物理层
2.TCP/IP五层模型
应⽤层
传输层
⽹络层
数据链路层
物理层
英⽂缩写收录
1.LAN：local area network，局域⽹
2.WAN：wide area network，⼴域⽹
3.AS：autonomous system，⾃治系统
4.ISP：Internet service provider，互联⽹服务提供商
5.IGP:interior gateway protocol，内部⽹关协议
6.EGP:externel gateway protocol，外部⽹关协议
7.UDP：User Datagram Protocol，⽤户数据报协议（传数据前不需要建⽴连接）
8.TCP：transmission control protocol，传输控制协议（提供⾯向连接服务）
9.OSI：open system interconnection reference model，开放式系统互联通信参考模型
10.TPDU：transport protocol data unit，运输协议数据单元(两对等实体在通信时传送的数据单位，这是OSI的标准，TCP/IP体系中的则根据所使⽤的协议是TCP或UDP分别称之为TCP报⽂段或者UDP⽤户数据报)
11.RTO(Retransmission Time-Out)：超时重传时间
12.RTT：round-trip time，往返时延
13.cwnd:congestion window，拥塞窗⼝，是⽤于拥塞控制的⼀个状态变量
14.SAP：服务访问点
15.CDMA：code division multiple access，码分多址，是码分复⽤的⼀种⽅式
16：CSMA：carrier sense multi access，载波多点接⼊
17.MAC：medium access control，数据链路层的⼀个⼦层，⽤于决定⼴播信道中信道分配的协议，⽐如静态划分信道协议（也称信道划分介质访问控制）、随机访问介质访问控制协议（也称动态分配信道）
18.UTP：unshielded twisted pair⾮屏蔽双绞线
19.NIC：network interface card，⽹络接⼝卡，也叫⽹络适配器，是主机箱内的⼀块⽹络接⼝板，实现计算机与外界局域⽹的连接
第3章数据链路层
3.3.2 CSMA/CD协议
1.⼴播通信：⼀台计算机发送数据时，总线上的所有计算机都能检测到这个数据
2.⼈们常把局域⽹上的计算机称为“主机”，“⼯作站”，“站点”，“站”
3.重传应推后的时间为争⽤期（争⽤期=两倍的传播时延）
第4章⽹络层
1.⽹络层使⽤的中间设备称为路由器
4.2划分⼦⽹和构造超⽹
1.⼦⽹的⽹络地址是⽹络号+⼦⽹号。
4.2.2分类的IP地址
1.在A，B，C三类IP地址中，全0的主机号码表⽰该IP地址就是⽹络的地址，⽤于⽹络路由；全1的主机号码表⽰⼴播地址，即对该⽹络上的所有主机进⾏⼴播进程通信方式
4.2.4 地址解析协议ARP
1.ARP协议解决的是从⽹络层使⽤的IP地址解析出在数据链路层使⽤的硬件地址。
2.在实际⽹络上传送数据帧时，实际应⽤的还是该⽹络的硬件地址。
3.IP地址和硬件地址由于格式不同⽽不存在简单的映射关系，此外，⽹络也上可能会有新的主机加进来，也可能会撤⾛⼀些主机，更换⽹络适配器也会改变主机的地址。ARP解决这个问题的办法是在主机
的ARP⾼速缓存中存放⼀个从IP地址到硬件地址的映射表，这个映射表还可以动态更新（新增或超时删除）
4.单播：从⼀个源地址发送到⼀个⽬的地址
5.假设A要向B发数据，⽽且A的ARP中没有B的IP地址，那A就会在本局域⽹上⼴播⼀个ARP请求分组（这个分组中包含A的IP地址到硬件地址的映射），然后B的ARP进程收到该请求分组后，由于B的IP地址和A发出来的请求分组中的IP地址⼀致，所以B就把⾃⼰的硬件地址写⼊响应分组中，然后单播回A主机；A收到响应分组后，把B的IP地址和硬件地址写⼊ARP中，就完事了。
6.ARP⾼速缓存的内容：本局域⽹上的各主机和路由器的IP地址到硬件地址的映射表。
7.ARP⾼速缓存还会为每个项⽬设置⽣存时间，原因如下：
8.另外需要注意的⼀点就是，ARP解决的是同⼀个局域⽹上的主机或路由器的IP地址和硬件地址的映射。如果源主机和⽬的主机不在同⼀个局域⽹上，那就需要通过路由器进⾏转发，这时候路由器也需要通过ARP解析出下⼀跳的IP地址对应的硬件地址。
4.2.5IP数据报的格式
1.IP数据报⾸部的固定字段中的⾸部长度最⼩值是5，最⼤值是15.另外要注意，这个数的单位是32位bit，即4字节。
2.MTU：最⼤传送单元，指⼀个数据帧中的数据字段的最⼤长度，这时候的数据字段，指的是⾸部+数据部分。如果所传送的数据报长度超过了数据链路层的MTU值，就必须把过长的数据报进⾏分⽚处理。
3.进⾏分⽚时，数据报⾸部中的“总长度”字段指的是分⽚后每⼀个分⽚的⾸部长度和该分⽚的数据长度的总和.
4.标识： 每产⽣⼀个数据报，计数器就加⼀；分⽚后，该字段的值就被复制到所有数据报⽚的标识字段中，从⽽保证各数据报⽚最后能被正确地重装为原来的数据报
5.⽚偏移： 它指出较长的分组在分⽚后，某⽚在原分组中的相对位置。⽚偏移以8个字节为偏移位，也就是说，每个分⽚的长度⼀定是8字节的整数倍
6.关于⽚偏移有1个注意点，就是⽐⽅说A是需要分⽚，分成A1，A2，A3；然后A2也需要接着分⽚，分成A21，A22，那这时候A22的⽚偏移字段的值就是它在A中的相对位置，⽽不是在A2中的相对位置
7.⽣存时间TTL ：表明数据报在⽹络中的寿命，单位为“跳”。它是由数据报的源点设置的。如果设置为1，那表⽰该数据包只能在本局域⽹中传送。
4.3.3 ⽆分类编址CIDR（构造超⽹）
1.CIDR把32位的IP地址划分为前后两个部分：⽹络前缀（或简称为“前缀”）+主机号
2.斜线记法/CIDR记法：在IP地址后加上斜线“/”，然后写上⽹络前缀所占的位数，⽐如：212.56.132.0/24
3.CIDR地址掩码：使⽤地址掩码是为了更⽅便地进⾏路由选择，也可以继续称为⼦⽹掩码.在斜线记法中，斜线后⾯的数字就是地址掩码中1的个数
4.CIDR地址块：CIDR把⽹络前缀相同的连续的IP地址组成⼀个“CIDR地址块”
5.10/10：是10.0.0.0/10的简写
6.0000 1010 00*：星号之前是⽹络前缀，⽽星号*表⽰IP地址中的主机号，可以是任意值
4.5 互联⽹的路由选择协议
4.5.1有关路由选择协议的⼏个基本概念
1.路由算法：路由算法是路由选择协议的核⼼，即需要何种算法来获得路由表中的各项⽬
2.从路由算法能否随⽹络的通信量或拓扑⾃适应地进⾏调整变化来划分，则只有两⼤类，静态路由选择策略和动态路由选择策略。前者适⽤于简单的⼩⽹络，后者适⽤于复杂的⼤⽹络。
3.⾃治系统AS是在单⼀技术管理下的⼀组路由器，这些路由器使⽤⼀种⾃治系统内部的路由选择协议和共同的度量
4.域间路由选择：⾃治系统之间的路由选择
域内路由选择：⾃治系统内部的路由选择
5.IGP:interior gateway protocol，内部⽹关协议，具体的协议有多种，如RIP和OSPF
EGP:externel gateway protocol，外部⽹关协议，⽬前使⽤的就是BGP
4.5.2 内部⽹关协议RIP
1.RIP（routing information protocol）：是⼀种分布式路由选择协议。
2.RIP允许⼀条路径最多只能包含15个路由器，距离等于16时即相当于不可达。由此可见RIP只适⽤于⼩型互联⽹。
3.RIP协议的特点是：
1）仅和相邻的路由器交换信息
2）交换的信息是当前路由器所知道的全部信息，即⾃⼰现在的路由表
3）按固定的时间间隔交换路由信息
4.RIP协议的⼯作过程：路由器刚刚开始⼯作时，路由表是空的，然后路由器会获得直接相连的⽹络的距离（定义为1）。接着，路由器开始和数⽬有限的相邻路由器交换并更新路由信息，经过若⼲次更新后，所有的路由器都会知道到达本⾃治系统的中任何⼀个⽹络的最短距离和下⼀跳地址。
5.路由表中最主要的信息就是到某个⽹络的距离。
6.路由表更新的原则是：出到每个⽬的⽹络的最短距离。
第5章运输层
5.1运输层协议概述
1.严格地讲，两台主机进⾏通信就是两台主机中的应⽤进程互相通信
2.运输层提供应⽤进程间的逻辑通信。这⾥逻辑通信的意思是：从应⽤层看，只要把应⽤层报⽂交给下⾯的运输层，运输层就可以把这报⽂传送到对⽅的运输层
3.⽹络层和运输层在提供逻辑通信⽅⾯的区别：前者为主机之间提供，后者为应⽤进程之间提供端到端的逻辑通信
4.虽然通信的终点是应⽤进程，但只要把所传送的报⽂交到⽬的主机的某个合适端⼝，剩下的⼯作（即最后交付的进程）就由TCP/UDP来完成。也就是说，端⼝是主机的⼀个属性，报⽂⾸先通过端⼝进⼊主机，然后才是通过协议进⼊进程。所以，两个计算机中的进程要通信，就要知道对⽅的IP地址+端⼝号
5.软硬件端⼝的区别：
硬件端⼝：不同硬件设备进⾏交互的接⼝
软件端⼝：应⽤层各种协议进程与运输实体进⾏层间交互的⼀种地址。简单来说，就是进程与实体进⾏交互的⼀种地址；再简单⼀点，就是⼀种地址
6.端⼝是由16位的端⼝号来标志的
7.端⼝号分为3类：熟知端⼝号/系统端⼝号（0~1023），登记端⼝号（1024~49151），短暂端⼝号（49152~65535）
8.短暂端⼝号是仅在客户进程运⾏时才动态选择的，通信结束后这个客户端⼝号就不存在了
5.2⽤户数据报协议UDP
1.UDP的主要特点：
1）⽆连接
2）尽最⼤努⼒交付
3）⾯向报⽂
4）没有拥塞控制（这个特点对很多实时应⽤，如IP电话、实时视频会议等很友好）
5）⽀持⼀对⼀、⼀对多、多对⼀和多对多的交互通信
6）⾸部开销⼩（只有8个字节）
2.使⽤UDP时，应⽤进程可以在不影响应⽤的实时性的前提下，增加⼀些提⾼可靠性的措施，如采⽤前向纠错或重传已丢失的报⽂。
3.UDP的⾸部格式？
4.发送“端⼝不可达”差错报⽂：接收⽅接收到报⽂后，如果它的UDP发现收到的报⽂中的⽬的端⼝号不正确（即⽬的主机上不存在对应于该端⼝号的应⽤进程），就会由ICMP给发送⽅发送端⼝不可达报⽂
5.数据报=⾸部+数据
5.3传输控制协议TCP概述
1.TCP的主要特点：
1）TCP是⾯向连接的运输层协议
2）每⼀条TCP连接只能是两个端点（这个端点，我们称为套接字或插⼝）。每⼀条TCP连接只能是点
对点的
3）提供可靠交付的服务：⽆差错，不丢失，不重复，并且按序到达
4）TCP提供全双⼯通信
5）⾯向字节流：TCP和应⽤程序的交互是⼀次⼀个数据块（⼤⼩不等）。TCP不保证每次接收⽅应⽤程序所收到的数据块和每次发送⽅应⽤程序所发出的数据块具有对应⼤⼩的关系，即发送⽅把数据打包成数据块后，接收⽅会把这个数据块割成什么样，或者和其它数据块合并是说不准的。但是呢，发送出去的字节流应该和接收⽅的字节流⼀致。
2.关于发送报⽂时，TCP和UDP所采⽤⽅式的不同之处：
1）UDP发送报⽂的长度由应⽤进程给出
2）TCP会根据对⽅窗⼝给出的窗⼝值和当前⽹络拥塞的程度来决定⼀个报⽂段应包含多少个字节
3.TCP和UDP具体的差异：
TCP UDP
发送报⽂的长度根据对⽅窗⼝给出的窗⼝值和当前⽹络拥塞的程度来决定⼀个报⽂段应包含多少个字节报⽂的长度由应⽤进程给出
4.套接字=IP地址+端⼝号，⽐如192.3.4.5:80
5.每⼀条TCP连接唯⼀地被通信两端的两个端点（即两个套接字）所确定，即
TCP连接::={socket1,socket2}={（IP1:port1），（IP2:port2）}
6.关于两个连接的区别和练习：
1）两台主机进⾏通信，就是两台主机的进程之间进⾏通信

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