计算机网络-概述

网络的网络

网络把主机连接起来，而互连网（internet）是把多种不同的网络连接起来，因此互连网是网络的网络。而互联网（Internet）是全球范围的互连网。

互联网服务提供商 ISP 可以从互联网管理机构获得许多 IP 地址，同时拥有通信线路以及路由器等联网设备，个人或机构向 ISP 缴纳一定的费用就可以接入互联网。

目前的互联网是一种多层次 ISP 结构，ISP 根据覆盖面积的大小分为第一层 ISP、区域 ISP 和接入 ISP。互联网交换点 IXP 允许两个 ISP 直接相连而不用经过第三个 ISP。

电路交换用于电话通信系统，两个用户要通信之前需要建立一条专用的物理链路，并且在整个通信过程中始终占用该链路。由于通信的过程中不可能一直在使用传输线路，因此电路交换对线路的利用率很低，往往不到 10%。

每个分组都有首部和尾部，包含了源地址和目的地址等控制信息，在同一个传输线路上同时传输多个分组互相不会影响，因此在同一条传输线路上允许同时传输多个分组，也就是说分组交换不需要占用传输线路。

在一个邮局通信系统中，邮局收到一份邮件之后，先存储下来，然后把相同目的地的邮件一起转发到下一个目的地，这个过程就是存储转发过程，分组交换也使用了存储转发过程。

总时延 = 排队时延 + 处理时延 + 传输时延 + 传播时延

分组在路由器的输入队列和输出队列中排队等待的时间，取决于网络当前的通信量。

主机或路由器收到分组时进行处理所需要的时间，例如分析首部、从分组中提取数据、进行差错检验或查找适当的路由等。

主机或路由器传输数据帧所需要的时间。

其中 l 表示数据帧的长度，v 表示传输速率。

电磁波在信道中传播所需要花费的时间，电磁波传播的速度接近光速。

其中 l 表示信道长度，v 表示电磁波在信道上的传播速度。

计算机网络-应用层：为特定应用程序提供数据传输服务，例如 HTTP、DNS 等协议。数据单位为报文。
计算机网络-传输层：为进程提供通用数据传输服务。由于应用层协议很多，定义通用的传输层协议就可以支持不断增多的应用层协议。运输层包括两种协议：传输控制协议 TCP，提供面向连接、可靠的数据传输服务，数据单位为报文段；用户数据报协议 UDP，提供无连接、尽最大努力的数据传输服务，数据单位为用户数据报。TCP 主要提供完整性服务，UDP 主要提供及时性服务。
计算机网络-网络层：为主机提供数据传输服务。而传输层协议是为主机中的进程提供数据传输服务。网络层把传输层传递下来的报文段或者用户数据报封装成分组。
计算机网络-链路层：网络层针对的还是主机之间的数据传输服务，而主机之间可以有很多链路，链路层协议就是为同一链路的主机提供数据传输服务。数据链路层把网络层传下来的分组封装成帧。
计算机网络-物理层：考虑的是怎样在传输媒体上传输数据比特流，而不是指具体的传输媒体。物理层的作用是尽可能屏蔽传输媒体和通信手段的差异，使数据链路层感觉不到这些差异。

其中表示层和会话层用途如下：

计算机网络的表示层是OSI模型的第六层，它负责数据格式化、加密和解密，以及数据压缩等任务。表示层的主要功能如下：

数据格式化：表示层将来自应用层的数据转换为网络传输的标准格式，并在接收端将数据转换回应用层可以理解的格式。例如，不同系统可能使用不同的字符编码（如ASCII和EBCDIC），表示层会进行相应的转换。
数据加密与解密：表示层负责在发送数据之前进行加密，以确保数据在传输过程中的安全性。同时，它还负责在接收数据后进行解密，恢复原始数据。
数据压缩：为了提高传输效率，表示层可以对数据进行压缩，减少需要传输的数据量。在接收端，表示层会将数据解压缩以恢复原始内容。
语法和语义处理：表示层确保数据的语法和语义保持一致，使得不同系统之间可以理解和处理传输的数据。例如，它可能负责翻译不同的数据格式或协议，以便通信双方能够互相理解。

通过这些功能，表示层在网络通信中起到了重要的桥梁作用，确保不同系统之间的数据可以被正确解释和处理。

简而言之，表示层的任务是确保数据在传输过程中保持一致性、保密性和完整性，使得发送方和接收方能够顺利进行通信。

会话层是OSI模型的第五层，它负责建立、管理和终止在应用层之间的会话。会话层的主要功能包括：

会话建立：会话层负责在通信双方之间建立连接，确定会话的参数，并协商会话的规则和条件。这可以包括确定双方的身份验证和授权等。
会话管理：在会话期间，会话层负责管理数据的交换，保持会话的顺序和同步，确保数据按照正确的顺序到达并处理。例如，它可以实现检查点和恢复功能，使得在传输过程中出现错误时，可以从上一个检查点继续，而不是重新开始整个会话。
会话终止：会话层负责正常结束会话，确保所有的数据都已传输并确认。它还负责在出现异常情况时，能够安全地终止会话，避免数据丢失或损坏。
全双工或半双工通信：会话层可以管理全双工（双方同时通信）或半双工（双方轮流通信）的会话模式，确保通信的有效性和效率。
会话恢复：在网络出现故障或中断时，会话层可以通过恢复机制来保持会话的连贯性，确保不会丢失重要的数据。这对于长时间的传输或重要数据的传输尤为重要。

总的来说，会话层的任务是确保应用层之间的通信会话能够可靠地建立、管理和终止，提供数据传输的同步和管理功能。通过这些功能，会话层在网络通信中起到了管理和协调的作用，确保数据在传输过程中的可靠性和有效性。
五层协议没有表示层和会话层，而是将这些功能留给应用程序开发者处理。

它只有四层，相当于五层协议中数据链路层和物理层合并为网络接口层。

TCP/IP 体系结构不严格遵循 OSI 分层概念，应用层可能会直接使用 IP 层或者网络接口层。

在向下的过程中，需要添加下层协议所需要的首部或者尾部，而在向上的过程中不断拆开首部和尾部。

路由器只有下面三层协议，因为路由器位于网络核心中，不需要为进程或者应用程序提供服务，因此也就不需要传输层和应用层。