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带宽

在计算机网络中，指的是网络设备所支持的最高速度，单位同速率，是理想条件下最高速率，每秒多少比特。 单位：bps(bits per second) 1Mbps=1Mb/s=1Mbit/s(经常简写为1M带宽) 1MB/s=8Mbps (注意区分Byte-字节和bit-比特，1B=8b) 通常带宽的单位有：1kb/s=10³b/s 1Mb/s=10³kb/s 1Gb/s 1GTb/s 千 兆 吉 太 注：区分速率和描述存储容量的单位 存储容量单位： 1KB=2^10B=1024B=1024*8b 千兆吉太依此类推

吞吐量

单位时间内通过某个网络的数据总量 速率就是实际网速，带宽是理论网速，吞吐量是一个或多个设备的综合速率，比如说1000M宽带的路由器连着三部手机，每部手机都是10Mb/s看电影，那么速率就是10Mb/s，带宽1000M，路由器吞吐量是30Mb/s，即三者之和。

数字信号：消息的参数取值是离散的（如二进制0、1）

模拟信号：顾名思义，取值连续

通讯方式：单工–只能一个发一个收、半双工–都可以作为发送/接收者，但不能同时发、全双工–可以同时发

码元：指用一个固定时长的信号波形（数字脉冲），代表离散数值的基本波形。当有多个离散状态时，成为M进制码元

一个码元可以携带多个比特的信息。可以理解为几个比特的集合 波特：指一秒可以传输多少个码元

信噪比：一个电子设备或者电子系统中信号与噪声的比例，信噪比数值越高，相对噪音越小

定义信道的极限数据传输速率有两个说法：奈氏准则（理想状态）、香农公式（考虑有噪声）

基带信号：信源（信息源/发送端）发出的没有经过调制的原始电信号

调制：数据转化为模拟信号（调幅、调频、调相） 解调：恢复原始基带信号

物理层传输介质——

导向性传输介质：双绞线、同轴电缆（比双绞线更抗干扰）、光纤（损耗低，距离超远） 非导向性传输介质：无线电波、微波、红外线、激光

物理层设备——

中继器：再生和还原信号，对衰减的信号放大，增大传输距离 集线器：多口中继器，只会传输信号，无智能。不能分割冲突域，它是一个大冲突域，是共享式设备 冲突域：在同一个网络上两个设备同时进行传输则会产生冲突；在网路内部数据分组所产生与发生冲突的这样一个区域称为冲突域，所有的共享介质环境都是一个冲突域

数据链路层：

在物理层基础上向网络层提供服务、链路管理、组帧（封装成帧–将数据加头加尾）、流量控制、差错控制 透明传输：防止特殊的数据无法正常传输的的情况的发生，比如说在封装成帧的过程中出现数据中的某些标记符与开始/结束标记符恰巧重复等等情况 （差分）曼彻斯特编码：解决数字数据的数字信号表示问题 曼彻斯特：遇到1，则信号为高电平到低电平；遇到0则低到高 差分曼彻斯特：遇到1不跳变，遇到0则跳变

差错控制（由于噪声引起）：

检错码–奇偶检验码（查错能力只能是1位，没有纠错能力，因为它不能指出出错的是哪一位）、循环冗余码CRC 纠错码–汉明码（根据不等式等一系列异或计算得出错误的位置）

GBN后退N帧协议：发送若干帧，即使接收方未收到也不管。但接收方是按顺序接收，后面的数据直接丢弃。直至发送方某帧超时未收到确认ACK，才重发

SR选择重传协议：解决GBN丢弃的缺点，两方都有窗口，错位收到的帧不用扔，直至接收方窗口开端接收了，再滑动并返回ACK

介质访问控制技术：让节点之间的通信不会进行相互干扰

频分多路复用FDM：所有用户在同样时间占用不同频率带宽 时分多路复用TDM：将时间划分，每个用户占用固定序号的时隙，轮流占用信道 统计时分复用STDM：改进TDM，有数据就发到缓存，按需动态分配时隙 码分多路复用CDM：利用各路信号码型结构正交性而实现多路复用的通信方式

ALOHA协议：不监听信道，随性发送

时隙ALOHA协议：固定了发送的时间（只能在一个时间片的开始），提高了效率 CSMA协议：1-坚持CSMA–发送信息时监听信道，一空闲下来就立即传输，信道忙也一直监听，如果发送时冲突就等待随机时长之后再监听；非坚持CSMA–发送信息时监听信道，如果空闲就立即传输，信道忙就随机等待一段时间后再监听；p-坚持CSMA–发送信息时监听信道，空闲时以概率p进行传输，概率1-p不传输。信道忙就随机等待一段时间后再监听。 CSMA/CA：（碰撞避免）适用于无线局域网 1、首先检测信道是否有使用，如果检测出信道空闲，则等待一段随机时间后，才送出数据。 2、接收端如果正确收到此帧，则经过一段时间间隔后，向发送端发送确认帧ACK。 3、发送端收到ACK帧，确定数据正确传输，在经历一段时间间隔后，再发送数据。 （先发送一个很小的信道侦测帧RTS，如果收到最近的接入点返回的CTS，就认为信道是空闲的，然后再发送数据） CSMA/CD：（碰撞检测）适用于以太网 1、首先检测信道是否有使用，如果检测出信道空闲，送出数据； 2、发送过程中继续检测信道，若传输过程中发生冲突，则停止，等待随机时间重发。

轮询协议：选出一个代表，让它控制所有的传输，邀请某节点发送数据

令牌传递：若需要发送数据，则占用令牌，发送到指定方，一圈后完成

LAN局域网：某一区域内由多个计算机互联成的计算机组，各站是平等关系，共享传输信道，覆盖地理范围小，延迟低，可靠性高。常用总线型拓扑结构（拓扑还有有星型、环形、树形）

以太网：一种基带总线局域网规范，使用CSMA/CD协议，是当今局域网采用的最通用的通信协议标准 广域网：范围大，将分布在不同地区的局域网连接起来，进行资源共享–因特网是世界最大的广域网 PPP点对点协议：提供全双工操作，通过拨号或专线方式建立点对点连接发送数据，使其成为各种主机、网桥和路由器之间简单连接的一种共通的解决方案。PPP的组成成分——链路控制协议（LCP）：一种扩展链路控制协议，用于建立、配置、测试和管理数据链路连接。网络控制协议（NCP）：协商该链路上所传输的数据包格式与类型，建立、配置不同的网络层协议。 HDLC高级数据链路控制协议：全双工通信，透明传输，类似PPP

网桥：根据mac地址进行过滤，所以不会形成冲突域。检查FCS来进行差错控制，并且在发送数据帧时会进行冲突检测。网桥在转发数据时不会将每个数据帧都泛洪至其他所有接口，而是先找，找不到再泛洪，学习回复的mac地址

交换机：网桥接口越来越多，网桥就变成了交换机

冲突域：同一个冲突域中，同一时间内只能有一台设备发送信息

广播域：站点发出一个广播信号，所有能接收这个信号的设备范围

网络层：

传输单位是数据报。进行路由选择与分组转发（选择最佳路径）、异构网络互联、拥塞控制

电路交换：类似打电话。独占资源

报文交换：无需建立连接，通过许多交换机转发（动态分配线路）到达目的地 分组交换：类似报文交换，只是多了切割报文的流程

数据报：无需连接，路由灵活选择，路径不一，不可靠

虚电路：有连接，保证分组有序到达，同组传输路径相同，可靠

AS自治系统：一个自治系统是一个有权自主决定在本系统中应采用何种路由协议的小型单位

路由算法：让路由知道收到报文之后下一步怎么走

分为静态（非自适应，管理员手工配置路由信息）/动态（自适应算法，路由间彼此交换信息，按照路由算法优化出路由表项） RIP协议–基于距离向量：路由器维护从它自己到其他每一个目的网络的唯一最佳距离记录，相邻路由器交换信息，路由表定时更新 OSPF（开放最短路径优先）协议–基于链路状态：使用了SPF最短路径算法，链路状态变化时，用洪泛法让所有路由器建立链路状态数据库 BGP协议：与其他AS的BGP发言人交换信息，变化时更新有变化的部分。用来在多个自治系统间传递路由信息

IPv4：互联网通信协议第四版，使用最广泛，无连接，分组交换，不可靠

NAT网络地址转换协议：当在专用网内部的一些主机本来已经分配到了本地IP地址（即仅在本专用网内使用的专用地址），但现在又想和因特网上的主机通信时，可使用NAT方法。主机在NAT路由器上将其本地地址转换成全球IP地址，才能和因特网连接

（需要构建NAT转换表，既要存广域网（WAN，外网）也要存局域网（LAN，内网）的ip地址和端口号）

子网掩码：用来和ip地址一起计算子网的ip地址。子网掩码告知路由器，IP地址的前多少位是网络地址，后多少位（剩余位）是主机地址，使路由器正确判断任意IP地址是否是本网段的，从而正确地进行路由

网段：一个计算机网络中使用同一物理层设备（传输介质，中继器，集线器等）能够直接通讯的那一部分 子网划分：ip不够用，所以需要额外整个子网扩展ip

CIDR无分类编址：消除了传统的A、B、C类地址以及划分子网的概念

ARP协议：完成主机或路由器IP地址到MAC地址的映射（解决下一跳走哪的问题）

DHCP（动态主机配置）协议：由服务器控制一段IP地址范围，客户机登录服务器时就可以自动获得服务器分配的IP地址和子网掩码

ICMP（Internet控制报文）协议：主要用于在主机与路由器之间传递控制信息，包括报告错误、交换受限控制和状态信息等。当遇到IP数据无法访问目标、IP路由器无法按当前的传输速率转发数据包等情况时，会自动发送ICMP消息。对于网络安全具有极其重要的意义如ping命令使用了ICMP回送请求和回答报文

IPv6：更大的地址空间，不需要DHCP协议，自动配置即插即用

单播只能一对一，广播必须一对全部，**组播（多播）**就可以是一对全部中的一部分，把信息同时传递给一组目的地址

IGMP协议：让路由器知道本局域网上是否有主机（的进程）参加或退出了某个组播组

组播路由选择协议：有了这个，成员可以自行找到转发组，自行决定参加哪个组播

移动IP：可以让用户因为地理原因等等，即使不在内网也可以访问内网的东西

传输层（提供端到端通信）：

网络层可以把数据从一个主机传送到另一个主机，但是没有和进程建立联系。 传输层就是讲进程和收到的数据联系到一起，使数据能够为应用服务 所以说传输层是主机才有的层次

端口号：所谓的端口，就好像是门牌号一样，客户端可以通过ip地址找到对应的服务器端，但是服务器端是有很多端口的，每个应用程序对应一个端口号，通过类似门牌号的端口号，客户端才能真正的访问到该服务器。

Socket套接字：唯一标识了网络中的一个主机和它上面的一个进程=（主机IP地址，端口号），采用发送方和接收方的套接字组合来识别端点，类似于打电话，双方各自创建一个端点，进行通信

TCP（传输控制协议）：是面向连接的协议，在收发数据前，必须和对方建立可靠的连接。一个TCP连接必须要经过三次“握手”才能建立起来，断开连接要四次“挥手”。提供可靠的服务，无差错，不丢失。传输效率低。只能点对点，一对一。

TCP利用滑动窗口机制实现流量控制（针对单独一个）。 TCP拥塞控制（针对一群）：防止过多的数据注入到网络中。（慢开始和拥塞避免、快重传和快恢复） UDP（用户数据报协议）：无连接，发送数据前不需要建立连接。不保证可靠交付，安全性差。传输效率高，适合实时性高的通信。支持一对一、一对多、多对多。

应用层：

直接和应用程序接口并提供常见的网络应用服务。在实现多个系统应用进程相互通信的同时，完成一系列业务处理所需的服务。

客户/服务器模型（Client/Server）——

服务器：提供计算服务；客户机：请求计算服务，不与其他客户机直接通信 应用：Web、文件传输FTP、远程登录、电子邮件

P2P模型——

网络健壮性强（P2P模型不容易坏掉，即使一个节点坏了也没问题，可以有其他节点代替） 没有服务器。每个主机可以提供/请求服务，节点之间可以直接通讯  

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