这篇文中,我把计网中的重要知识点摘出来,放在这里进行知识点罗列,方便后续查询和记忆,不会将所有知识全部写出。

一、计网体系结构
(1)计网的概念
计算机网络:是一个将分散的、具有独立功能的计算机系统,通过通信设备与线路连接起来,由功能完善的软件实现资源共享和信息传递的系统。简记:计算机网络是互联的、自治的计算机集合。其中互联是指通过通信链路互联互通,自治是指无主从关系。
网络是把许多的计算机连接在一起,而互联网是把许多的网络连在一起。因特网是世界上最大的互联网。
(2)计网的功能
计算机网络主要功能:数据通信、资源共享、分布式处理、提高可靠性、负载均衡。
(3)计网的性能指标
① 与速度相关的指标:
| 性能指标 | 定义与本质 | 单位 | 关键特征 | 形象类比 |
|---|---|---|---|---|
| 速率 (Speed / Data Rate) |
主机在数字信道上传送数据的实际快慢。通常指额定速率或标称速率。 | b/s (bps, Mbps, Gbps) |
1. 指数据发送/接收速率,非信号传播速率。 2. 网卡标称的"千兆"即为此值。 3. 易错点:与光速无关,受限于硬件和协议开销。 |
车辆行驶的当前速度 (如:时速100km/h) |
| 带宽 (Bandwidth) |
网络的通信线路所能传送数据的最高速率(理论上限)。 | b/s (bps, Mbps, Gbps) |
1. 数字通信中指"最高数据率"(非模拟信号的Hz)。 2. 是链路的容量天花板。 3. "网络带宽不够" = 链路最大传输能力不足。 |
公路的车道数量/宽度 (决定了最多能同时跑多少车) |
| 吞吐量 (Throughput) |
单位时间内通过某个网络/接口/协议的实际有效数据量。 | b/s (或 bytes/s) |
1. ≤ 带宽,永远不可能超过带宽。 2. 扣除协议头、重传、拥塞等开销后的真实产出。 3. 衡量网络性能的最终实战指标。 |
单位时间实际通过的货物总量 (受堵车、检查站影响) |
② 与时间相关的指标:
| 性能指标 | 定义与本质 | 单位 | 关键特征 | 形象类比 |
|---|---|---|---|---|
| 时延 (Delay / Latency) |
数据从源端到目的端所经历的总时间。由4部分组成:发送时延 + 传播时延 + 处理时延 + 排队时延。 | s / ms / μs | 1. 发送时延 = 数据长度 / 带宽(与链路容量相关)。 2. 传播时延 = 信道长度 / 光速(与物理距离相关)。 3. 高频陷阱:"提高带宽能降低所有时延"是错的!带宽只影响发送时延,不影响传播时延。 4. 排队时延是最不确定、最难优化的部分(拥塞根源)。 |
包裹从寄出到签收的总耗时 (打包+运输+分拣+等待派送) |
| 往返时间 RTT (Round-Trip Time) |
数据从发送方发出 → 到达接收方 → 收到确认ACK 回到发送方的总时间。 | ms | 1. RTT ≈ 2 × 单向传播时延 + 处理/排队开销。 2. TCP超时重传(RTO)、窗口调整、拥塞控制的核心基准。 3. DNS/HTTP等应用层协议也依赖RTT衡量响应速度。 4. ping命令测量的就是RTT(ICMP Echo)。 |
发一个快递并收到签收回执的总时间 |
| 时延带宽积 (Delay-Bandwidth Product) |
传播时延 × 带宽,表示一条链路在信号传播期间能容纳的最大比特数。 |
bit | 1. 本质是"以比特为单位的链路长度"。 2. 决定了TCP要跑满带宽所需的最小窗口大小。 3. 若窗口 < 时延带宽积 → 带宽浪费;若窗口 ≥ 时延带宽积 → 管道被填满。 4. 长肥管道(Long Fat Network, LFN)场景下尤为关键(如跨国专线、卫星链路)。 |
高速公路上同时在途的车辆总数 (路越长、车道越多,在途车越多) |
| 利用率 (Utilization) |
资源实际使用量占理论上限的比例。分信道利用率和网络利用率。 | % (0~1) | 1. 并非越高越好! 根据排队论,当利用率→1时,排队时延→∞。 2. 工程经验:信道利用率 > 70%~80% 即需扩容或限流。 3. 网络利用率是全链路加权平均,反映整体拥塞程度。 4. TCP拥塞控制的目标就是让利用率维持在高但不过载的区间。 |
高速公路的车流密度 (太稀疏浪费路,太密集堵死) |
(4)计网体系结构
① 名词解释
实体:第n层中的活动元素称为n层实体。同一层的实体叫对等实体。
协议:为进行网络中的对等实体数据交换而建立的规则、标准或约定称为网络协议。协议包含三个部分(语法规定传输数据的格式,语义规定所要完成的功能;同步规定各种操作的顺序)
接口:每一层都向上一层提供服务访问点,即没有接口就不能提供服务。
服务:下层为相邻上层提供的功能调用,协议是水平的,服务则是垂直的。
② 参考模型
| 特性 | OSI 模型 (7层) | TCP/IP 模型 (4层) | 备注 |
|---|---|---|---|
| 定位 | 理论标准,严谨但复杂 | 事实标准,工程导向 | 实际开发基于TCP/IP |
| 层次对应 | 应用层+表示层+会话层 | 应用层 | HTTP, DNS, FTP等 |
| 传输层 | 传输层 | TCP, UDP | |
| 网络层 | 网际层 | IP, ICMP, ARP | |
| 数据链路层+物理层 | 网络接口层 | Ethernet, Wi-Fi | |
| 核心协议 | 每层都有严格协议定义 | 核心是 IP + TCP/UDP | TCP/IP以IP为核心 |
这是我自己总结的思维导图:【腾讯文档】计算机网络
(未完待续)
计算机网络:分层模型与各层职责
理解网络先抓分层:物理层管比特与介质,数据链路层管帧、MAC 与差错(交换机工作在这一层),网络层管 IP 寻址与路由(路由器),传输层管端到端可靠/不可靠传输(TCP/UDP),应用层才是具体业务。TCP 三次握手建立连接、四次挥手断开,是排查连接类故障的底层依据。
为何要分层
分层把复杂问题解耦,每层只管自己的协议与接口,便于替换与排错。习题与案例本质都在训练”给定场景,判断问题出在哪一层”,这恰是现场排障的思维底座。
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