计算机网络
计算机网络（computer network），通常简称网络，由节点（node）、节点间的连接（link）和通信协议组成，目的是交换信息。节点可以计算机、交换机和路由器等。连接可以是有线的双绞线、同轴电缆和光纤电缆等，也可以是无线的电磁波。
简介
时间轴
网络概览
节点
| 名称 | 描述 | 示例 |
|---|---|---|
| 网卡 | ||
| 中继器 | 增强信号的网络设备，信号传输一定距离后会出现衰减，使用中继器可以延长传输距离。如一般双绞线的网线超过100米可以增加中继器。 | |
| 集线器 | 相当于多个端口的中继器，工作在OSI模型的第一层(物理层) | |
| 桥接器 network bridge |
又称网桥，负责网络桥接，将2个独立网络连接在一起，如果单一网络。工作在OSI模型的第二层 | |
| 交换机 | 使用MAC地址转发数据，相当于多端口的网桥，工作在OSI模型的第二层 ，也有三层交换机（可以在网络层转发数据）。 | |
| 路由器 | 负责网络间转发数据包， 工作在OSI模型的第三层(网络层)，如IP协议（IPv4、IPv6），IPv4使用地址解析协议（ARP）将IP地址转换到MAC地址。 | |
| 调制解调器 | ||
| 防火墙 | ||
| 计算机 | ||
| 手机 | ||
| 打印机 |
性能
指标
| 名称 | 描述 |
|---|---|
| 速率 | 数据在计算机中使用比特(bit，缩写b)表示，一个比特就是二进制的一个1或0。速率的单位是bit/s、b/s或bps(bit per second)。 更大单位： 1Kbit/s = 1Kbps = 210bps = 1024 bps 1Mbit/s = 1Mbps = 220bps = 1024Kbps 1Gbit/s = 1Gbps = 230bps = 1024Mbps ...... 常用字节（byte，缩写B）来作为数据的表示单位，如内存8GB，通常1byte = 8bit，即1B=8b |
| 带宽 | 在计算机中带宽是指，最大传输速率，是单位时间内（1s）所能传输的最大数据量（bit）。单位：b/s。 带宽换算： 1Mb/s =1024Kb/s = (1024 /8 )KB/s = 128KB/s |
| 吞吐量 | 单位时间内（1s）成功传输的数据量（bit），单位：b/s。 |
| 时延 | 也称延时，是指数据从一端传输到另一端所用的时间，一般使用毫秒(ms)表示。 |
| 抖动 | 抖动是指最大延迟与最小延迟的时间差，标识一个网络的稳定性。 |
| 丢包率 | 丢失数据包的数量占总发出的数据包的数量。 |
工具
| 名称 | 类别 | 描述 | 网站 |
|---|---|---|---|
| 中国科学技术大学测速网站 | 在线网站 | https://test.ustc.edu.cn/ | |
| 测速网 | 在线网站 | https://www.speedtest.cn/ | |
| iperf | 命令行工具 | 跨平台支持 | |
| ethr | 跨平台支持 | https://github.com/Microsoft/Ethr |
通信协议
分层
概览
OSI模型是国际标准化组织（ISO）提出的一种概念模型。TCP/IP协议简称TCP/IP，是事实上的国际标准，名称源于其中两个最重要的协议：传输控制协议（TCP）和互联网协议（IP）。TCP/IP由互联网工程任务组（IETF）负责维护。
| OSI七层网络模型 | TCP/IP五层网络模型 | TCP/IP四层网络模型 | TCP/IP协议 | 作用 |
|---|---|---|---|---|
| 7 应用层 | 5 应用层 | 应用层 | HTTP、HTTPS、FTP、DNS、SSH、TLS/SSL | 定义应用的数据格式 |
| 6 表示层 | ||||
| 5 会话层 | ||||
| 4 传输层 | 4 传输层 | 传输层 | TCP、UDP、SCTP | 程序之间的通信（端口到端口） |
| 3 网络层 | 3 网络层 | 网络层 | IP（IPv4、IPv6）、ARP、NDP、ICMP | 局域网之间的通信，IP寻址和路由 |
| 2 链路层 | 2 链路层 | 网络接入层 | MAC、PPP、以太网（IEEE 802.3）、Wi-Fi（IEEE 802.11）、IEEE 802.2 | 局域网内通信 |
| 1 物理层 | 1 物理层 | 二进制在不同介质传输 |
物理层
在设备间传输比特流（如1000001000）。
传输介质
数据传输（也叫数字通信），就是将数据从一个点传输到另一个点。目前数据在计算机常使用比特流（如1000001000）表示。电磁波传播不需要介质，在真空中其传播速度为光速（光也是一种电磁波）。电磁波在铜线传播速率约为2.3 x 108 m/s，在光纤传播速率约为2.0 x 108 m/s。
| 类型 | 名称 | 信号 | 常见介质 | 描述 |
|---|---|---|---|---|
| 有线传输 | 同轴电缆 | 电磁波 | 铜线 | |
| 双绞线 | 电磁波 | 铜线 | ||
| 光纤 | 光 | 石英玻璃 | 发送端将电脉冲转换成光脉冲，光脉冲通过石英玻璃丝等传输，接收端将光脉冲转换为电脉冲。 | |
| 无线传输 | Wi-Fi | 空气 | ||
| 基站 | 空气 | |||
| 蜂窝网络 | 空气 | |||
| 通讯卫星 | 空气 |
数据链路层
数据链路层（Data link layer），位于OSI 模型的第二层。传输的数据会封装成帧（frame）。
- 点对点协议（Point-to-Point Protocol），简称PPP，用于点对点连接数据传输。PPP帧格式没有MAC地址。
- 媒体接入控制（Media Access Control），简称MAC，同一局域网内，节点之间的数据传输。MAC帧格式有源地址和目的地址。
数据链路层
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MAC
媒体接入控制（Media Access Control），简称MAC。
- LLC子层，逻辑链路控制（Logical Link Control）
- MAC子层，媒体接入控制（Media Access Control）
MAC地址
网络层
传输层
应用层
分类
安全
资源
书籍
- 《计算机网络（第7版）》，谢希仁编著，2017年1月。