声明：

• 这些东西是我期末复习周在B站看王道408讲解视频做的一些笔记和知识点，当中也有期末考试考点。所以有想期末突击的欢迎来康康，这也是我写的第一篇文章，有问题欢迎指证！

第一章 概论

一、概论

	1.1速率定义：连接在计算机网络上的主机在数字信道上传送数据位数的速率单位:b/s,Kb/s,Mb/s,Tb/s，如果用字节表示，则是B/s,KB/s,MB/s,TB/s1Byte=8Bit1.2带宽在计算机网络中，指的是网络设备所支持的最高速率，单位同速率，是理想条件下最高速率。1.3吞吐量指的是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（长城宽带警告），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看片，那么速率就是10mb/s，带宽是宽带的1000m，路由器吞吐量是30mb/s，即三者之和。

二、时延相关指标

	2.1时延使用高速链路（提高网速），只能减少发送时延，其他三种无效。2.2时延带宽积公式=传播时延*带宽2.3往返时延RTT从发送方发送数据开始，到接收方确认收到为止所花费的时间RTT=传播时延x2+处理时间(有时可能直接忽略)2.4利用率2.4.1信道利用率=有数据通过时间/有数据通过时间+无数据通过时间2.4.2网络利用率2.4.3时延与利用率的关系利用率越高，时延越大

第二章 物理层

	2.1三种通讯方式单工通信半双工通信全双工通信2.2两种数据传输方式串行传输：速度慢，省钱，适合远距离并行传输：速度快，耗钱，适合近距离2.3码元定义：码元是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个人理解：码元就是在网线上传输的一个个信号段。码元的不同进制就是用来表示不同的数值的2.4波特（Baud）用来指一秒可以传输多少个码元2.5速率分为码元传输速率和信息传输速率码元传输速率：1s传输多少个码元。单位：码元/s信息传输速率：1s传输多少个比特。单位：b/s、比特/s信息传输速率就是b/s，就是我们平常说的网速码元可以理解为几个比特的集合，所以信息传输速率（网速）=码元传输速率x码元所带信息量（多少比特）码元所带信息量（比特数）=log2（码元进制数）2.6奈氏准则是理想状态下得出的结论，极限码元传输速率为2W Baud，W是信道带宽，单位是Hz。理想低通信道下的极限数据传输率（奈氏准则）=2Wlog2V（b/s）2.7香农公式是在有噪声的信道中得出的结论信噪比=信号的平均功率/噪声的平均功率，常记为S/N，并用分贝（dB）为单位。信噪比=10log10(S/N)信道的极限数据传输速率=Wlog2（1+S/N） （b/s）信道的带宽或信道中的信噪比越大，则信息的极限传输率就越高。香农定理得出的为极限信息的传输速率，实际信道能达到的传输速率要比它低不少。2.8编码曼彻斯特编码：单极性编码的缺点是没有办法区分此时是没有信号，还是有信号，但是信号是0.这种编码方式是bit中间有信号，低-高跳转表示0，高-低跳转表示1，一个时钟周期只可以表示一个bit，并且必须通过两次采样才能得到一个bit。它能携带时钟信号，而且能区分此时是没有信号还是信号为0.差分曼彻斯特编码：抗干扰能力比曼彻斯特编码更强。bit与bit之间有信号跳变，表示下一个bit为0，bit与bit之间没有信号跳变，表示下一个bit为1。2.9调制调幅（AM）、调频（FM）、调相（PM）2.10物理层传输介质传输介质分为导向性传输介质和非导向性传输介质2.10.1常见的导向性传输介质：1.双绞线2.同轴电缆3.光纤2.10.2常见的非导向性传输介质1.无线电波2.微波3.红外线4.激光2.11物理层设备中继器（RP repeater）：对信号进行再生和还原，对衰弱的信号进行放大，保持与原数据相同，以增加信号的传输的距离，延长网络的长度。集线器（Hub）：对信号进行再生放大转发，对衰弱的信号进行放大，接着转发到其他所有处于工作状态的端口上，以增加信号的传输距离，延长网络的长度。不具备信号的定向传送能力，是一个共享设备。

第三章 数据链路层

	3.1基本概念链路管理（连接建立、维持、释放） 组帧 流量控制（限制发送方） 差错控制3.2封装成帧与透明传输封装成帧就是加将数据加头加尾，相当于将数据打包，一个重要作用：帧定界组帧的四种方法：字符计数法、字符填充法、零比特填充法、违规编码法透明传输就是为了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3.3差错控制3.3.1奇偶校验码缺点：只能检测出1，3，5，7…等等奇位数错误，检测成功率位50%3.3.2循环冗余码CRC实际例子1.阶数就是最高位是哪位，然后位数-1，如10011就是5-1=4,1011就是4-1=32.异或运算就是相同得0，不同得1，比如100和101做异或，结果就是0013.除数和最后的余数添加到要发送的数据后面，称为帧检验序列FCS4.最终发送的数据是：要发送的数据+帧检验序列FCS3.3.3纠错编码（海明码）1.确认校验位码位数r   2r>=k+r+12.假如是10为数据位，则4位校验码+6位信息位=10位校验码放到2的几次方的位置，其他的地方按顺序放已知的信息位第1 3 5 7 9...位异或运算第2 3 6 7 10 11...位异或运算第4 5 6 7...位异或运算异或运算结果反过来就是出错位数。3.4流量控制和可靠传输3.4.1停止等待协议的特点：简单、信道利用率太低。3.4.2后退N帧协议（GBN）累计确认：就是收到一个确认帧，那么它和它之前的所有帧都默认已收到，反之，如果某个确认帧没收到，那么它和它之后的所有帧都默认丢失（即使收到了也丢掉），进行重传。GBN的优缺点也显而易见，优点是提高了信道利用率，缺点是因为重传机制的原因导致已经收到数据却需要强行丢弃而造成浪费3.4.3选择重传协议（SR）为了解决GBN的缺点，我们打算尝试只重传错误的帧，这样的话就不用浪费资源吧已经收到的帧再重传一次了。和GBN相比，两者都有窗口了，和GBN的区别其实就是做了一个数据缓存，已经收到的帧不用扔了，等待之前因意外丢失的帧收到的时候确认即可，但是只能缓存窗口尺寸内的包含的帧（PS，缓存咋可能无限大）SR运行过程注释：2帧丢失之后仍然在发送，但是2帧丢失之后只是缓存，并没有移动窗口，直至最后2帧收到后一次性确认2-5帧3.5介质访问控制技术频分复用FDM波分复用WDM静态划分信道——信道划分介质访问控制        时分复用TDM码分复用CDM介质访问控制ALOHA协议CSMA协议动态分配技术——随机访问介质...      CSMA/CD协议CSMD/CA协议3.5.1频分多路复用FDM频分复用的所有用户在同样的时间占用不同的带宽资源，充分利用传输介质带宽，系统效率较高。3.5.2时分多路复用TDMTDM利用率低，所以衍生STDM。频发复用——并行、时分复用——并发STDM的原则是先到先走，满了就发，相对于TDM提高利用率。STDM帧不是固定分配时隙，而是按需动态分配时隙。3.5.3码分多路复用CDM3.6 CSMA协议  ：发送帧之前，监听信道。CS：载波监听MA：多点接入3.6.1 CSMA/CD协议 ：先听再说，边听边说！CD:碰撞检测就是因为链路实际有长短，发送数据需要时间，这个时间内可能就被其他节点当成空闲状态导致发生碰撞知道自己发生碰撞的最长时间是2τ（两倍的传播时延），就是一去一回最小帧长=2τ*数据传输率以太网规定最短帧长为64B，凡是小于此数的都是冲突而异常终止的无效帧。3.6.2 CSMA/CA协议CSMA/CD 与 CSMA/CA的区别3.7 局域网（LAN）  常用总线型拓扑范围小，速度快，延迟低，节点平等决定它的因素：网络拓扑、传输介质、介质访问控制方法3.8以太网IEEE 802.3  ：使用的是CSMA/CD技术造价低、广泛应用局域网技术、便宜简单、满足网络速率需求以太网提供无连接（发送与接收双方无“握手过程”）、不可靠的服务（不对发送方的数据帧编号，接收方不向发送方进行确认，差错帧直接丢弃）志实现无差错接收，不实现可靠传输。3.9 以太网MAC帧头就是目标地址（6字节），源地址（6字节），类型（2字节）尾就是FCS（帧检验序列）（4字节）前导码不是MAC帧的一部分，目的是使时钟同步为什么数据长度时46~1500？因为有最小传输字节64字节，mac占用6+6+2+4=18，所以数据最小为64-18=46，1500则是规定的默认最大字节，没有理由3.10 PPP协议 一个完整的PPP协议帧是1508字节（B）（首部5B，尾部3B）PPP协议是目前使用最广泛的数据链路层协议，拨号基本都是PPP协议PPP协议仅支持全双工链路PPP协议，7E→7D 5E,7D→7D 5D3.10.1 PPP协议需要满足的要求：简单、封装成帧、透明传输、多种网络协议、多种类型链路、差错检测、检测连接状态、最大传输单元、网络层地址协商、数据压缩协商3.10.2 PPP协议不需要满足的要求：纠错、流量控制、序号、不支持多点线路3.11 PPP协议和HDLC协议对比3.12 链路层设备集线器、网桥（透明网桥+原路由网桥）3.13 交换机：网桥接口越来越多，网桥变成了交换机。直通式交换机、存储转发式交换机3.14 各层次的物理设备物理层：中继器、集线器数据链路层：网桥、交换机网络层：路由器3.15 各层次的传输单元物理层：比特流数据链路层：帧网络层：IP数据报、分组（IP数据报太大就切割成分组）传输层：报文段应用层：报文

第四章 网络层

	4.1概述数据报和分组的关系：分组是一段比较长的数据，将它进行切割成一段段之后就得到数据报功能一：路由选择与分组转发就是让数据在路由器之间走最佳的路径功能二：异构网络互联就是让不同的设备（手机，电脑，平板等）都能正常连接功能三：拥塞控制开环控制就是在拥塞之前就提前设计解决闭环控制就是在拥塞时自动调整解决问题4.2 数据交换方式4.2.1 电路交换4.2.2 报文交换4.2.3 分组交换（比报文方式快）4.3 分组传输的两种方式  数据报+虚电路数据报：为网络层提供无连接服务。虚电路：为网络层提供连接服务。4.4 路由算法和路由协议路由算法就是让路由知道收到报文之后下一步怎么走路由算法（静态路由算法+动态...）全局性 链路状态路由算法 OSPF动态路由算法分散性 距离向量路由算法 RIPAS就是多个路由器之间构成的单独的小圈子，圈子内使用自己的协议，圈子和圈子之间用的是BGP协议内外部协议都有三大问题：和谁交换？交换什么？多久交换？OSPF、RIP都属于AS内使用的内部网关协议BGP属于AS内使用的外部网关协议外部BGP内部R1<---------------->内部R2RIP协议                 OSPF协议4.4.1 RIP协议 RIP是应用层协议，使用UDP传送数据。RIP协议有一缺点（慢收敛）：好消息传播的快，坏消息传播的慢（网络故障往往需要传播较长时间）优点：实现简单，开销小！4.4.2 距离向量算法4.5 OSPF协议和链路状态算法概述：OSPF最主要特征就是使用分布式的链路状态协议。为什么OSPF收敛速度快？因为它只是刷新一下链路状态，得知其是否连通，不需要和RIP一样进行对照，而是直接通过Dijilstra算法来自己算出路径OSPF每隔30min刷新一次数据库中的链路状态；当互联网规模很大时，OSPF比RIP好用，而且不存在坏消息传的慢的问题，他的收敛速度很快。4.6 BGP协议BGP是应用层协议，借助TCP传送。4.7 IP数据报为什么A类最大是126.xxx.xxx.xxx？因为网络号最开始第一位是0，一共八位，所以二进制表示位0xxxxxxx，最	大就是2^7-1=127，但是因为127.xxx.xxx.xxx是特殊ip地址，所以将其去掉为什么B类最大是191.255.xxx.xxx？因为网络号最开始第一位是10，一共八位，所以二进制表示位10xxxxxx，	最大就是10111111=191，最小就是10000000=128，无特殊ip地址为什么C类最大是223.255.xxx.xxx？因为网络号最开始第一位是110，一共八位，所以二进制表示位110xxxxx，	最大就是11011111=223，最小就是10000000=192，无特殊ip地址全0指本网络，全1指广播分组。Ip地址的编址经历了三个历史阶段：分类的IP地址、子网的划分、构成超网。4.8 无分类编制CIDR4.9 ARP协议4.10 DHCP协议4.11 ICMP协议ICMP，IGMP处于网络层和传输层之间，就是为了更好地转发ip数据报和提高交互成功的几率