计算机网络（第八版）谢希仁

写作目的：个人复习使用，整合知识

受个人知识限制，所有总结只是当下的一些个人看法。

老调再弹，四大天书，数据结构，涉及算法，提供解决问题的基本思路；，计算机组成原理，主要讲解计算机PC机内部结构，聚焦在一台PC机上，主要是硬件；操作系统，聚焦在一台PC计算机上，主要是软件思路；计算机网络，从一台PC机走向多台PC计算机，甚至涉及到不同地域的计算机，逻辑和物理上都毫不相关的计算机之间的通信，集群要用到计算机网络的协议实现不同主机之间的通信。从整体上看，数据结构聚焦算法，计算机组成和操作系统分别从硬件和软件解析一台PC机（当然，一台PC计算机中不同进程等等也会有通信），计算机网络聚焦于解决多台计算机的通信问题。

简单来说，计算机网络是一门涉及多台主机之间通信交流的课。注意到，该课程特别强调分层，强调透明，强调透明，注重运用把大问题分解为为小问题去解决的思路，等等，这是显著特征。

参考我们老师的观点，结合我当前的理解，回答一个问题——计算机网络为什么要分层，为什么要分那么多层，学起来如此复杂，设计这些协议的原因在哪里。

首先，明确当前全球互联网Internet存在的必要性。一台计算机可以做的事情是有限的，一台计算机存储的内容、拥有的资源是有限的，不同的计算机之间可以通信，受现实社会影响，有公司的计算机网络、学校的计算机网络、银行的计算机网络、军队的计算机网络，不同的计算机网络之间又可能需要共享资源或者进行通信，互通有无，上面说到的网络之间差别是存在的，如何把这些网络再次抽象成单一的、看起来无差别的区域包含全球的超大型的计算机网络呢，这就是计算机网络要干的事情，也是计算机网络存在的最终意义。以人类社会为例，我们每个人都生活在地球上，我们需要与外界沟通交流，我们会加入某些团体，如，当前我在某某大学念书，认为我属于某某大学团体，同时，我还是我所在家庭的一员，所以我也是我家的一员，我所在的团体之间也是需要沟通交流的，团体之间的沟通交流，最后一定会具体到某个人，而每个人的唯一标识就是身份证（至少在中国是这样，国外可能不一样），计算机网络某种程度上是在模拟人类社会的人际关系网络。

在互联网上，首先，我们知道，互联网是网络的网络，比如现在有四个网络，net1，net2，net3，net4，我们要实现这四个网络中计算机的通信，通信涉及到很多方面，最容易想到的数据比特流，还有不同网络采用不同协议，有可靠的有不可靠的，等等，每个网络之间的结构是不同的，我们称之为异构的网络。不要想着这四个网络全部推倒重来，设计一个网络net_final满足这四个网络的需求，就算满足了这四个网络，真实世界网络种类是变化的，长期来看，动态的是解决问题的正确思路，静态的不变的难以适应新的需求。分层，每层解决一部分内容，分工，同时，提供接口，像函数一样，main函数调用函数实现某个功能，子函数可以调用其他子函数。事实上，在电脑中，我们的分层都是程序，是一段段代码正在执行的程序，无论是物理层数据链路层网络层，还是传输层应用层，分层是为了更好地解决这个网络通信交流的问题，每一层分工负责一部分内容。

下面简要总结各层，首先，明确，五层计算机网络体系，物理层、数据链路层、网络层、运输层和应用层。物理层解决传输媒介接口特性等问题，主要是物理、电气、功能和过程特性，讲的是比特流传输问题，中继器(3-4-5)、转发器；数据链路层解决数据在信道上传输的问题，封装成桢、透明传输、差错检测是三个共同的问题，包含传输媒体的访问控制等问题，是桢的问题，用到MAC媒体物理地址，交换机，网桥，桥接器；网络层解决异构网络的屏蔽的问题，使多个异构的网络看起来像是一个单一的、抽象的网络，主要是IP数据报，路由器，分组转发；传输层复用分用，端口，可靠通信/不可靠通信，UDP/TCP包；应用层是解决使用下层提供的的通信服务。

物理层上，我们讲信道，单工、双工、半双工，奈氏准则（码元识别，内因）和香农定理（噪声干扰，外因），min{奈氏准则，香农定理}，信道复用技术，特别说了码元，波特率，数据发送速率和数据大小的单位，几种编码技术（数字信号），调制技术（模拟信号）；物理层的传输媒介（看得见的看不见的，即导引型和非导引型，特别说了光纤），说了中继器（3-4-5)，转发器.

编码技术（比特流），归零制编码（电平），非归零制编码（脉冲），曼彻斯特编码，差分曼彻斯特编码，调制技术（基带信号，基本频带信号），调幅ASK、调频FSK、调相PSK、正交振幅调制QAM。

复用技术，频分复用FDM，时分复用TDM，统计时分复用STDM，波分复用WDM，码分复用（内积，码片.etc)。

数据链路层上，我们讲桢，先说了三个问题，如上，再说了两种协议，点对点PPP（HDLC）协议，广播信道协议，主要讲了以太网中有线总线型单双工CSMA/CD载波监听多点接入/碰撞检测，多点接入，载波监听，碰撞检测，争用期2 $t$ ，51.2微秒，最小帧长（一般地，碰撞后接收方一定接收不到完整的桢，而发送方因为以太网桢还没发完所以留有以太网桢的备份，可以等待再发备份的桢，要是在争用期内没有检测到碰撞，认为发送成功，就取消对应以太网桢的备份，故引入最小帧长的概念），桢间隔期是9.6微秒，截断二进制指数退避算法重发时间间隔，r倍争用期，曼彻斯特编码，适配器网卡ROM，媒介接入控制MAC.

交换机switch，集线器hub，冲突域，碰撞域，物理层，数据链路层，信道利用率，MAC地址，以太网交换机自学习功能。VLAN技术。

CSMA/CA以太网无线协议

网络层，两种服务--可靠不可靠，虚电路--数据报；两个层面，数据-路由选择软件，控制-硬件路由表；两种数据，路由数据--传输数据。软件定义网络SDN。

数据层面IP协议，配套协议ARP，ICMP，IGMP，路由器。IP地址，IPv4，网络号+主机号，熟记网络号和主机号中的有特殊意义的部分，地址掩码，ABCDE，无分类编址CIDR，子网掩码，构造超网，子网划分。与MAC区别。ARP。转发分组过程，基于终点，最长前缀匹配，ICMP。IPv6，计算。

控制层面路由选择协议。内部RIP，OSPF，外部BGP，路由器构成。

多播，IGMP，网络地址转换。SDN，匹配+转发。

运输层，端到端通信，UDP/TCP，端口，差错检测，实现可靠传输，ARQ，滑动窗口，超时重传，确认。流量控制。拥塞控制，慢开始、拥塞避免、快重传、快恢复。有限状态机。

应用层。

参考链接：《王道计算机网络》学习笔记总目录+思维导图_BitHachi的博客-CSDN博客_王道计算机网络思维导图本篇文章是对《2021王道计算机网络》所有知识点的笔记总结归档，会一直更新下去之后我也会写操作系统、计算机网络、数据结构与算法、Java、Linux等底层和应用层的技术文章，并总结目录希望在自己可以复习的同时，也能将这些知识点总结归纳分享给大家欢迎大家关注我的个人博客网站：www.bithachi.cn，一起交流学习。文章总目录：第 1 章计算机网络体系结构1.1 计算机网络概述1....https://blog.csdn.net/weixin_43914604/article/details/104722679?ops_request_misc=%257B%2522request%255Fid%2522%253A%2522165445251516781667812967%2522%252C%2522scm%2522%253A%252220140713.130102334..%2522%257D&request_id=165445251516781667812967&biz_id=0&utm_medium=distribute.pc_search_result.none-task-blog-2~all~top_positive~default-4-104722679-null-null.142%5Ev11%5Epc_search_result_control_group,157%5Ev13%5Enew_style2&utm_term=%E8%AE%A1%E7%AE%97%E6%9C%BA%E7%BD%91%E7%BB%9C&spm=1018.2226.3001.4187

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