计算机网络复习笔记
概述
计算机网络由若干节点和连接这些节点的链路组成
而不同的网络之间可以通过路由器相连，组成互连网
ARPANET(单个网络)->NSFNET(三级结构互联网，主干网，地区网，校园网)->多层次ISP结构互联网
互联网组成
边缘部分：互联网的所有主机
核心部分：大量网络和连接这些网络的路由器组成。为边缘部分提供服务
通讯方式：C/S和P2P
速率：bit/s=b/s=bps，进制为10的次方。
带宽与吞吐量的单位都是bps。
发送延时=数据帧长度/发送速率
传播延时=信道长度/传播速率
总延时=发送延时+传播延时+处理延时+排队延时
延时带宽积=传播延时×带宽
延时D，网络利用率U(%)，网络空闲时延时D0
D=D0/(1-U)
网络层次
物理层：提供物理传输介质
数据链路层：进行物理地址寻址，数据的成帧后在不可靠的物理介质提供可靠传输、流量控制、检错重发
网络层：对子网数据进行路由转发
传输层：提供复用和分用的功能。复用指多个进程可同时使用运输层服务，分用指运输层把数据分发给对于进程
应用层：为应用程序提供访问网络的接口
物理层
单工通信/单向通信：只能一方向其中一方发送信息
半双工通信/双向交替通信：双方都能发送/接收信息，但不能同时发送/接收信息，需交替进行
全双工通信/双向同时通信：双方都可以同时发送/接收信息
网络层
网络层只提供不可靠，无连接、无次序的数据报服务
网际协议ip
地址解析协议ARP
网际控制报文协议ICMP
网际组管协议IGMP
逆地址解析协议RARP（已淘汰）
虚拟互联网络
物理层：转发器（仅将网络扩大）
数据链路层：网桥/桥接器（仅将网络扩大）
网络层：路由器
网络层以上：网关
ip地址分类
| 类别 | 开始 | 结束 | 私有 |
|---|---|---|---|
| 特殊 | 0.0.0.0 | 本网络 | |
| A | 1 | 126 | 10 |
| 特殊 | 127.0.0.1 | 回环地址 | |
| B | 128.1 | 191.255 | 172 |
| C | 192.0.1 | 223.255.255 | 192 |
划分子网
ip=网络号+主机号
ip=网络号+子网号+主机号
需划分n个子网，n的二进制有m位，则需向主机号借m位。例如n={4,5,6,7}都是需要借3位都是11100000=224、所以子网掩码借位不超过8位的话。
| 子网数 | 2进制 | 10进制 | 子网ip数 |
|---|---|---|---|
| 0-1 | 00000000 | 0 | 2^8-2 |
| 2-3 | 10000000 | 128 | 2^7-2 |
| 4-7 | 11000000 | 192 | 2^6-2 |
| 8-15 | 11100000 | 224 | 2^5-2 |
| 16-31 | 11110000 | 240 | 2^4-2 |
| 32-63 | 11111000 | 248 | 2^3-2 |
| 64-127 | 11111100 | 252 | 2^2-2 |
| 128-255 | 11111110 | 254 | 2^1-2 |
ip数据报
这玩意儿有点复杂，需要背下来吗？
ip层转发分组流程
路由器在路由表找到下一跳路由后，会由数据链路层将下一跳路由器的ip通过ARP转换为MAC并封装在帧里。下一跳路由器拿到帧后拆帧在继续如上操作
ARP
源主机会先查询自己的ARP列表是否有对应关系，如果没有则广播ARP数据表表明自己ip，MAC和要找的ip
收到后会检查找的是不是自己，非目标主机会忽略，目标主机会更新源主机的ARP信息，并响应自己是目标主机
源主机收到响应后刷新ARP，并继续操作
ICMP
用来传递差错报文。ping程序通过发送一份ICMP回送请求报文，等待ICMP回送应答。是应用层直接使用网络层而不经运输层的例子。
运输层
UDP
UDP只提供不可靠、无连接、无次序、无拥塞控制、面向报文的用户数据报服务
UDP只是在ip数据报上加了复用和分用，以及差错检测的功能
UDP数据报=UDP首部+数据。UDP首部=源端口号+目标端口号+数据报长度+校验值（ip不知道在哪了）
UDP主要使用在询问应答服务，例如DNS，DHCP。还有TFTP等
TCP
TCP是面向连接、提供可靠交付、全双工，面向字节流的
等待停止协议
A向B发送数据，然后等待确认
B收到数据，发送确认
确认丢失
A重发数据
B收到重复编号的数据，丢弃并重发确认
确认迟到
A重发数据
B收到重复编号的数据，丢弃并重发确认
A收到确认
连续ARQ协议/滑动窗口协议
A收到B的确认报文，得知窗口20，确认号31，即期望收到31，构建相对应的窗口
A的滑动窗口里的分组都可以一口气发送
B采用累积确认方式发送确认
A接收到B确认收到n个
A的滑动窗口后移n个分组
窗口头边缘：不动（没收到新确认），后移（收到新确认）
窗口尾边缘：不动（B发来窗口缩小与B收到的数据恰好），后移（窗口缩小<收到数据/收到确认），前移（TCP标准强烈不赞成，容易导致发送方错误）
超时重传
懒得写了，大体就是往返时间的前后两次的加权平均加上几倍的往返时间差
流量控制
通过B的窗口大小控制A的发送速度。避免A等非0窗口通知（但丢失了），B等数据，A有个定时器
拥塞控制
慢开始（指数增长）：当拥塞窗口cwnd<慢开始门限ssthresh时，每成功一个传输轮次，拥塞窗口cwnd=×2，
拥塞避免（线性增长）：否则cwnd=+1。但发送超时时，ssthresh=cwnd/2，cwnd=1，回到慢开始
快重传：B收到任何一个报文都立即返回确认号，让A尽早直到报文丢失，并可以不回去慢开始直接重传
快恢复：快重传虽然不回去慢重传，但是也要ssthresh=cwnd/2，cwnd=ssthresh，回去拥塞避免
TCP的三次握手和四次分手
见别的文章
应用层
mb，不复习了，不写了（offer要紧，offer要紧）
感想：计算机网络真是一本读不薄的书。。。
参考文献：