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。

计算机网络知识拾遗:计网体系结构
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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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