第一章计算机网络概述---OSI七层网络模型

局域网和广域网

局域网的简写是LAN，广域网用WAL表示。其实家庭的网络就是一个小型的局域网，一个光猫，一根网线，但是光猫无线信号不太好的话，需要在搞一个路由器。

这时候你的电脑连接到路由器上，路由器再连接光猫，光猫相当于是局域网的边界了，那边连得就是广域网。无数多个局域网形成了当今世界的互联网。

广域网是由运营商控制的，光猫通过拨号从ISP拿到广域网的IP，这是访问广域网路由域的通行证，你在局域网中需要提供光猫进行局域网IP到广域网IP的转换，才能访问后面的互联网。

互联网通过广域网线路汇聚到运营商，运营商之间相互连接就形成了互联网。

交换机和路由器什么区别

工作层次不同

交换机工作在数据链路层
路由器工作在网络层

转发对象不同

交换机转发的是MAC地址（每台计算机出厂时就已经确定的唯一地址，但可以手动更改）
路由器转发的对象是IP地址

主要功能不同

交换机用于组建局域网而路由器是将交换机组建好的局域网连接起来或者接入到互联网中；交换机连接的是多个设备，路由器是连接多个网络。
路由器中存储的是路由表，交换机存储MAC地址与端口映射表。
交换机不能分割广播域但是路由器能
路由器的功能比交换机多，例如：设置防火墙。

OSI参考模型

应用层：管理所有能产生网络流量的程序
表示层：在传输之前是否进行加密或者压缩数据包处理二进制以及ASII的格式
会话层：这一层可以检查是否有木马病毒，因为木马程序也会发起会话，只要发起会话我们就能查到绘画的发起者和接收者，进而删除木马程序，木马程序一般在后台隐藏运行。
传输层：可靠传输TCP，不可靠传输UDP，打个比方，TCP相当于两个人打电话，UDP相当于发短信，中间如果数据丢失了，需要重新发送。传输层还负责流量控制，服务器端接收的速度小于客户端发送的速度，那就向客户端发送信号，中间其实在服务器端还有一个缓冲区用来暂存客户端发送的数据，缓冲区的大小通过滑动窗口可以控制。进而控制传输流量的大小，避免处理时间过长堵塞。
网络层：负责选择最佳的传输路径，规划IP更加合理。
数据链路层：定义数据帧的开始和结束，作用是透明传输，还需要校验数据包是否完整是否正确，只校验不做处理，如果不完整就直接丢弃，具体处理是传输层干的活。
物理层：规定接口标准，接入电器标准，如何在物理链路上传输更快。

OSI参考模型对网络排错指导

1、物理层故障
查看连接状态，发送和接收的数据包是够是0，有可能是网线接触不良，交换机损坏
2、数据链路层故障
有可能出现的原因是：MAC地址错误（冲突），ADSL欠费，网速和交换机的端口带宽不匹配，计算机连到错误的VLAN
3、网络层出现故障
可能出现的原因：配置错误的IP地址，子网掩码，错误的网关，路由器没有达到目标网络路由
4、应用层故障
应用程序配置错误

排错误的时候尽量从底层往高层排错，因为越往上粗粗的原因可能越复杂

网络安全

数据链路层安全：ADSL连接设置账号和密码，VLAN交换机端口绑定MAC地址
网络层安全：在路由器使用ACL控制数据包流量，设置防火墙.
应用程序安全：需要应用程序设计的尽量考虑到网络安全漏洞，防止XSSL攻击等。

TCP/IP协议栈

应用层：包括ISO七层模式中的应用层，会话层，表示层
传输层：负责给消息加上TCP头部信息成为数据段
网络层：再给数据段/消息加上IP地址，编程数据包
数据链路层：加上FCS（用来验证数据的完整性）成为数据帧
物理层：转化为二进制通过电信号发送给另一台计算机

发送数据的封装
在这里插入图片描述

接收数据的解封（去掉附加信息得到上层数据的过程）
在这里插入图片描述

计算机网络性能指标

速率

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也称为 bit rate/data rate。单位是b/s，kb/s，Mb/s，Gb/s。

带宽

数据通信领域中，数字信道所能传送的最高数据率。单位是b/s，kb/s，Mb/s，Gb/s。

吞吐量

单位时间内通过某个网站的数据量，表示总流量，单位是b/s，kb/s，Mb/s，Gb/s。

时延

发送时延 = 数据块长度/信道带宽
增加带宽其实就是减少发送时延，传播时延与传播中的介质有关，光纤和铜线相比，光纤更容易被识别，所以随着带宽的增大，光纤传播的数据任然可以被接收端识别，但是铜线随着带宽的增大不一定会被识别。
除了发送时延，传播时延还有处理时延和排队时延。

时延和带宽的乘积

时延带宽乘积 = 传播时延 × 带宽表示传播途中的数据大小

往返时间（Round-Trip Time）

从发送方发送数据开始到发送方接收到接收方发来的确认信息。
在这里插入图片描述

同一个局域网的往返时间肯定小于外网和互联网的往返时间。有时还会出现超时的情况。

网络利用率

信道利用率： $信道利用率=有数据通过的时间 \div（有+无）数据通过的时间$
网络利用率：信道利用率的加权平均值

其实网络通信就相当于公路上来回的汽车，什么时候利用率才高呢？当公路上的车达到这条公路最大的流量时，其实网络也是一样，他不重视一直通信，有数据通过的时间与总的数据通过的时间的比值就是这条信道的利用率。

$D=\frac{D0}{1-U}$

D：表示时延
D0：表示网络空闲时的时延
U：表示信道利用率

随着信道利用率的不断增大，时延就会增大，你可以理解为车(数据包)太多了，一直堵车。。

在这里插入图片描述

以上有理解不到位的地方欢迎指正！

参考

https://www.zhihu.com/question/51295773
https://www.zhihu.com/question/20465477
https://juejin.im/post/5bf13e03f265da61163961ab