计算机网络的讲解通常把所需要讲的内容，以OSI七层协议模型或是TCP/IP四层协议模型为主线来展开，我打算按着OSI七层协议模型来大致说一下其中的要点，分享一下所学的心得。

在了解各层之前，先来了解一下PDU

PDU全称Protocol Data Unit，翻译过来就是协议数据单元，他是指对等层次之间传递的数据单位。学习计算机网络无非就是要理解计算机自身的信息传递，计算机与计算机之间的信息传递（通讯），而计算机会把这些信息包装、解除包装。你可以把PDU理解为某一层中传递的信息。

物理层PDU —— 比特位

数据链路层PDU —— 数据帧 

网络层PDU —— 数据报（分组）

传输层PDU —— 数据段   

更高层PDU —— 报文

PDU先了解到这里，接下来我们进入正题。

物理层确定了与传输媒体的接口有关的特性，使用了信道复用技术，最常用的信道复用技术是频分复用、时分复用、波分复用，为什么要使用信道复用技术呢？因为在一般情况下，通信信道带宽远远大于用户所需的带宽，使用信道复用技术可以提高信道利用率，共享信道资源，降低成本。

物理层常用的传输介质有3种：双绞线（最便宜也最常用），同轴电缆（传输速度最快），光纤（传输距离最远）

宽带接入技术：ADSL技术，HFC网，FTTx技术。这里稍微讲一下ADSL技术。其他的有兴趣的话你可以去查百度我就不多提了。ADSL技术是用数字技术对现有的模拟用户线进行改造，也就是我们以前常说的接电话线。ADSL不能保证固定数据率。

基带信号就是数字信号 

带通信号就是模拟信号

数据链路层俗称数链层，它将IP数据报组装成帧，在两个相邻结点间的链路上传送帧。帧由数据和控制信息组成，由控制信息来检测有无差错，如果出错，就丢弃出错帧，根据反馈重发机制重发该帧。

数据链路层其实就是为了检错，纠错而存在的，但要注意一点，数据链路层只检测比特差错，如果出现了其他错误那就只能交给下一层处理，也就是说这是不可靠的检错。那什么又是可靠的呢？这个问题先放一放，在接下来的介绍中我会提到。

数据链路层 = 物理链路 + 控制协议（数链层协议），物理层是边界，由网络适配器来实现控制协议。一般来说适配器涵盖了数链层和物理层的功能。

接下来是重点，接下来是重点，接下来是重点，重要事情说三遍！        

 数据链路层的三个基本问题：

1.封装成帧（在数据的前后的首帧，尾帧，利用一首一尾进行帧定界。为了提高效率，数据部分尽可能大于首部和尾部。数据不分上限——最大传输单元MTU） 

2.透明传输（防止数据因有首尾信息导致收到错误帧）  

3.差错检测（CRC技术，仅用CRC技术，只能做到帧的无差错接受，CRC解决比特差错，并不能解决帧丢失、帧重复、帧失序。CRC是一种检测方法，而FCS是添加在数据后的冗余码）

数据链路层的可靠（相对可靠，只解决比特差错）传输协议：HDLC协议（早年的协议），PPP协议（现在最广泛的协议），我们这里简单了解一下PPP协议

PPP协议是广域网协议，PPP协议 = 将IP数据报封装到串行链路 + 链路控制协议LCP + 网络控制协议NCP

局域网最主要的特点就是网络为一个单位所拥有，且地理范围和站点数目均有限。

共享信道分为静态划分信道（频分复用，时分复用，波分复用），动态媒体接入控制（多点接入）

总线的特点：一对多的广播通信

一说到数链层的协议你就不得不提一下CSMA/CD协议。

标准以太网有两种，一种是DIX V2，另一种就是平常见得最多的IEEE 802.3，为什么另一种见得不多呢？这个我也不是很清楚，不过按我学计算机网络的经验来看，要么是效率不高，要么是因为money，有兴趣的话，你可以了解一下。而CSMA/CD协议是IEEE 802.3使用的一种媒体访问控制方法。

CSMA/CD的基本原理是：所有节点都共享网络传输信道，节点在发送数据之前，首先检测信道是否空闲，如果信道空闲则发送，否则就等待；在发送出信息后，再对冲突进行检测，当发现冲突时，则取消发送。

CSMA/CD对应过来就是载波监听 多点接入/碰撞检测    

多点接入：总线型网络（总线型网络自然就有总线的特点）    

载波监听：不管在发送前，还是在发送中，每个站必须不停地检测信道    

碰撞检测：边发送边检测

使用CSMA/CD协议时，一个站不可能同时进行发送和接收（但是必须边发送边监听信道）。可以看出CSMA/CD是半双工通信

半双工这种通信方式可以实现双向的通信，但不能在两个方向上同时进行，必须轮流交替地进行。也就是说，通信信道的每一段都可以是发送端，也可以是接收端。但同一时刻里，信息只能有一个传输方向。如日常生活中的例子有步话机通信,对讲机等

顺便提一嘴经常听到的集线器hub的一些特点：

1.用集线器的以太网在逻辑上仍是一个总线网，各站共享逻辑上的总线，使用的还是CSMA/CD协议，在同一时刻至多允许一个站发送数据   

2.很像一个多接口的转发器    

3.集线器工作在物理层，简单转发比特，不进行碰撞检测

说了这么多你可能会觉得麻烦，不要紧，我教你一个小窍门，你以后就把集线器hub当作一根导线就可以了，什么都不做，就为了传导。

既然前面提到以太网，我就再讲深那么一点点好了，真的只是一点点。

以太网的MAC层（硬件地址被称为物理地址或MAC地址）：

无效的MAC帧

1.帧的长度不是整数个字节 

2.用收到的帧检验序列FCS查出有差错   

3.收到的帧的MAC客户数据字段长度不在46~1500字节之间，可知有效的MAC帧长度为64~1518字节

检查出的无效MAC帧简单地丢弃，以太网不负责重传

以太网交换机（轻松实现虚拟局域网（VLAN））是一个多接口的网桥，不使用共享总线，没有碰撞问题，不使用CSMA/CD协议。从某种意义上来说，CSMA/CD可以算是以太网的标志了，连CSMA/CD协议都不用了，为什么还叫以太网呢？答案是他仍然采用以太网的帧结构

多乎哉？不多也。

网络层实际上提供了两种服务，一种是数据报交换（无连接）—即分组交换，还有一种是虚电路交换（有连接）互联网采用的设计思想是：网络层向上只提供简单灵活，无连接的，尽最大努力交付的数据报服务，也就是说这也不是可靠的传输。

这里要做一点小补充，虚拟局域网只是局域网给用户提供的一种服务，而不是一种新型局域网，每个虚拟局域网（VLAN）服务就是一个网络（子网） = 一个广播域

（物理）网段即冲突域，一网段内所有主机——冲突域。为了让不同网段交流——交换机。CSMA/CD对全双工方式的快速以太网不起作用，在半双工方式工作一定使用CSMA/CD

全双工通信，又称为双向同时通信，即通信的双方可以同时发送和接收信息的信息交互方式。

IEEE 802.3u的标准未包括对同轴电缆的支持导致细缆以太网升级到快速以太网的用户必须重新布线

将网络互相连接起来使用一些中间设备：

1.物理层 —— 转发器  

2.数链层 —— 网桥（交换机）

3.网络层 —— 路由器 

4.网络层以上 —— 网关

互联网可以由多种异构网络互连组成

IP = 网络号 + 主机号

用网桥（交换机）连接起来的若干个局域网仍为一个网络，只能有一个网络号

IP地址与硬件地址的区别：物理地址是数链层和物理层使用的地址，IP地址是网络层和以上各层使用的地址，是逻辑地址

IP地址使用了ARP协议，通常把ARP协议规划到网络层当中

网络地址 = 原网络号 + 子网号

咦？子网划分呢？怎么不说了？说来惭愧，我还是没搞明白....推荐一下这个博客吧，我觉得说得还挺不错的，网络基础之子网划分 - linhaifeng - 博客园

以下是重点！

自治系统（AS）的路由选择协议分为内部网关协议（IGP）和外部网关协议（BGP），IGP是应用层协议。我这里着重介绍一下内部网关协议。

内部网关协议具体代表是RIP协议和OSPF协议。周期性地从相邻路由器获取全部信息                                              RIP协议：基于距离向量的路由器选择协议，正确消息传播的快，错误消息传播的慢，实现简单，开销较小            OSPF协议：最短路径优先协议，在最短时间内将路由变化传递到整个自治系统，难布置

路由器结构 = 路由选择 + 分组转发（交换结构、一组输入端口、一组输出端口）

还记得之前的那个问题吗？谁能提供可靠的传输服务？运输层。运输层也被称为传输层，一直有很多人争议到底要用这两个名字中的哪一个，我觉得只要不进行确切的学术分析，叫哪个都行，顺口就好。

运输层的重头戏就是TCP和UDP的理解，那好我们就来简单了解一下吧。

TCP基础：有了IP协议保证了计算机主机之间可以发送和接受数据，但IP协议还不能解决数据分组在传输过程中可能出现的问题，要解决这个问题，还需要TCP协议来提供可靠并且无差错的通信服务。TCP协议使用重发机制——当通信实体发送到另一个通信实体后，需要收到另一个通信实体的确认信息，如果没有确认信息就重发信息，他与IP协议互补

UDP基础：UDP协议即为用户数据报协议，在网络游戏、视频会议上非常实用，UDP协议的主要作用是完成网络数据流和数据报之间的转换

TCP和UDP的比较：

TCP：可靠传输，大小无限制，但需要连接建立时间，差错控制开销大

UDP：不可靠，差错开销控制小，传输大小限制在64kb以下，不需要建立连接

代理服务器（VPN）

1.突破自身IP限制，对外隐藏自身IP地址

2.代理服务器提供的缓冲功能可以避免每个用户直接访问远程主机，从而提高客户端的访问速度

运输层还要对收到的报文进行差错检测，在网络层，IP数据报首部中的检验和字段，只检验首部是否出现差错而不检测数据部分。TCP使用连接而不是端口作为基本单位

滑动窗口接收端控制发送端大小，发送窗口上限值大小可变，也就是说TCP报文窗口就是上限。利用滑动窗口实现流量控制，所谓流量控制就是让发送方的发送速率不要太快，要让接收方来得及接收， TCP为每一个连接设有一个持续计时器(persistence timer)。只要TCP连接的一方收到对方的零窗口通知，就启动持续计时器。若持续计时器设置的时间到期，就发送一个零窗口控测报文段（携1字节的数据），那么收到这个报文段的一方就重新设置持续计时器

TCP是面向连接的协议。运输连接是用来传送TCP报文的。运输连接就是指连接建立（三次握手建立TCP），数据传送，连接释放（四次挥手释放TCP）

还有就是并发服务器一定用的TCP协议，重复服务器一定用的UDP协议

如果你还想深入了解TCP相关内容可以看这两个

TCP三次握手和四次挥手 - 简书

TCP的拥塞控制 - 简书

会话层和表示层就不提了，老师上课没有怎么提，我推测应该是这两层的内容被并入应用层了吧。没学过就不乱发表言论了

域名系统DNS —— 分布式数据库协议

FTP —— 控制连接会话期间一直有效，一个文件传输后关闭

FTP有2个并行端口，一个是21号端口 控制端口，一个是20号端口 数据端口

URL ：://:/

HTML相当于静态文档，动态文档处在服务器端，活动文档没有接口相当于浏览器文档。

常用的端口号：

计算机网络性能指标：

速率、带宽、吞吐量、时延、利用率、往返时间RRT

网络协议的三个要素及含义：

语法：数据与控制信息的结构或格式 

语义：需要发出何种信息，完成何种动作及做出何种回应

同步（时序）：事件实现顺序详细说明

网络体系详细梳理：

物理层：透明的传输比特流。确定电缆插头连接法

数据链路层：在两个相邻节点间的线路上无差错地传送以帧为单位的数据。每一帧包含数据和必要的控制信息  

网络层：选择合适的路由，使发送站的传输层所传下来的分组能够正确无误地按地址找到目的站，并交付给目的站的运输层 

运输层：向上一层地进行通信的两个进程之间提供一个可靠的端到端服务，使他们看不见运输层以下的数据通信细节 

应用层：直接为用户的应用进程提供服务

断断续续写了也几千字了，也真的只是理了一下其中的内容。讲老实话，这门课程很难，我这里也有非常多的细节没有说，不是不肯说，而是自己理解的也不怎么样，还是不要写出来了。

最后的最后，希望大家多多支持，有什么错的地方还请指正！转载什么的也请注明出处！爱你们！