Shaoqun Liu's blog
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体系结构
0x00 基本概念
0x00 定义及功能
计算机网络是一些互联的、自治的计算机系统的集合。从组成上看，由硬件、软件、协议三大部分组成，从工作方式上看，可以分为边缘部分和核心部分，从功能上看由通信子网和资源子网（基本组成）组成。
网络资源包括硬件资源、软件资源与数据资源。因特网采用的核心技术即为TCP/IP。
计算机网络的功能：
- 数据通信
- 资源共享
- 分布式处理
- 提高可靠性
- 负载均衡
0x01 分类
按分布范围分类：
- 广域网WAN，交换技术
- 城域网MAN，多采用以太网技术
- 局域网LAN，广播技术
- 个人区域网PAN
按传输技术分类：
- 广播式网络：所有联网计算机都共享一个公共通信通道，故不需要网络层，也不存在路由选择问题。
- 点对点网络：每条物理线路连接一对计算机
按拓扑结构（主要取决于通信子网）：
- 星型网络：每个计算机用单独的线路与中央设备相连
- 总线型网络：用单根传输线连接计算机
- 环形网络：所有计算机设备连接成一个环
- 网状形网络
0x02 性能指标
- 带宽
- 时延
- 发送时延：将分组数据推向链路所需时间
- 传播时延：电磁波传播所花费的时间
- 处理时延：数据在交换结点为存储转发所花费的时间
- 排队时延：在路由器中排队等待处理的时延
- 时延带宽积：传播时延乘以信道带宽
- 往返时延RTT：从发送端发送数据到收到来自接收端的确认总共历经的时延
- 吞吐量：单位时间内通过的数据量
- 速率
0x01 分层
0x00 OSI七层
从上而下依次为：
层
传输单位PDU
任务
功能
应用层
-
用户与网络的界面
比如HTTP, SMTP等
表示层
-
处理两个系统中交换信息的表示方式
数据压缩、编码、加解密、格式转换
会话层
-
利用传输层提供端到端的服务
建立、管理、同步、终止进程间的会话
传输层
报文段（TCP)或用户数据报（UDP）
主机中两个进程之间的通信，建立、维护和拆除端对端链接
拥塞控制、流量控制、差错控制、数据传输管理、分组排序
网络层
数据报
将数据单元分组从源端传输到目的端
路由选择、拥塞控制、流量控制、差错控制
数据链路层
帧
将网络层传下来的IP数据报组装成帧，两个主机之间
成帧、差错控制、流量控制、传输管理、物理寻址
物理层
比特
透明地传输比特流
在物理媒体上为数据端设备传输原始比特流
高三层为资源子网，低三层为通信子网。
点对点是主机之间的通信，端对端是主机进程之间的通信。只有传输层及以上层的通信才能称之为端对端。
计数的时候一般认为物理层是第一层，然后从下往上数依次递增。
集线器工作在物理层，交换机工作在数据链路层，路由器工作在网络层
0x01 TCP/IP四层
层
对应OSI
功能
协议
应用层
上三层
用户-用户
DNS, FTP, HTTP
传输层
传输层
进程-进程
TCP, UDP
网际层
网络层
主机-主机
IPv4, IPv6
网络接口层
后两层
-
-
0x02 比较
相同点：
- 都采用分层体系结构
- 都基于独立的协议栈体系
- 都可以解决异构网络的互联
不同点：
- OSI精确定义了服务、接口和协议，而TCP/IP没有明确的区分
- OSI在协议发明之前，没有偏向于任何协议，通用性良好，TCP/IP实际上是对已有协议的描述
- TCP/IP在设计之初就考虑到多种异构网的互联
- OSI在网络层支持无连接和面向连接的通信，但在传输层仅有面向连接的通信，TCP/IP认为可靠性是端到端的问题，因此网际层仅有一种无连接的通信模式，但是传输层支持无连接和面向连接两种模式