update network and operating system

Author: xnzone

content/10-network/00-cover.md

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+author: xnzone 
+title: 计算机网络
+date: 2023-02-27 10:04:00
+image: https://s2.loli.net/2025/09/24/z6Q7rLm9OCyBMXN.jpg
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+weight: 10
+tags: ["王道408", "计算机网络"]
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+
+学习资料[计算机网络](https://book.douban.com/subject/26960678/)

content/10-network/01-outline.md

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+author: xnzone 
+title: 网络体系结构
+date: 2023-02-27 10:04:00
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+weight: 1001
+tags: ["王道408", "计算机网络", "网络体系结构"]
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+
+## 概念与功能
+
+- 网络：网站系统
+- 计算机网络：将一个分散的，具有独立功能的计算机系统，通过通信设备和线路连接起来，由功能完善的软件实现资源共享和信息传递的系统
+- 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，...
+- 发展阶段-第一阶段：ARPAnet(美国国防部的分散指挥系统) -> Internet(TCP/IP协议)
+- 发展阶段-第二阶段：1985后，三层结构的因特网(校园网，地区网，主干网)
+- 发展阶段-第三阶段：多层次的ISP结构(本地ISP，地区ISP，主干ISP，电信，移动，联通都是ISP)
+- 组成：硬件，软件，协议(一系列规则和约定的集合)
+
+### 工作方式
+
+- 边缘部分（C/S方式:客户和服务；P2P方式：对等连接peer-to-peer)
+- 核心部分（为边缘部分服务）
+
+### 功能组成
+
+- 通信子网（网络层，数据链路层，物理层）：各种传输介质，通信设备，对应的网络协议组成
+- 资源子网（应用层，表示层，会话层）：实现资源共享/数据处理的设备和软件的集合
+- 传输层（承上启下）
+
+### 分类
+
+**按分布分类**
+
+- 广域网WAN(交换技术)
+- 城域网MAN
+- 局域网LAN(广播技术)
+- 个人区域网PAN
+
+**使用者分**
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+- 公用网
+- 专用网
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+**交换技术分**
+
+- 电路交换
+- 报文交换
+- 分组交换
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+**拓扑结构分**
+
+- 总线型
+- 星形
+- 环形
+- 网状型(常用于广域网)
+
+**传输技术分**
+
+- 广播式网络：共享公共信号通道
+- 点对点网络：使用分组存储转发和路由选择机制
+
+## 标准化工作及相关组织
+
+### 标准分类
+
+- 法定标准：由权威机构制订的正式的，合法的标准，如OSI模型
+- 事实标准：某些公司的产品在竞争中占据了主流产生的标准，如TCP/IP协议
+
+### 标准化工作
+
+RFC要上升为Internet正式标准的四个阶段
+
+- 因特网草案
+- 建议标准
+- 草案标准（现在已经取消了）
+- 因特网标准
+
+### 相关组织
+
+- 国际标准化组织ISO: OSI模型，HDLC协议
+- 国际电信联盟ITU：制定通信规则
+- 电气和电子工程师协会IEEE：学术机构，IEEE802系列标准，5G
+- Internet工程任务组IETF：负责因特网相关标准的制订 RFCYYYY
+
+## 性能指标
+
+- 速率：数据率，数据传输率，比特率。连接在计算机网络的主机在数字信道上传输数据位数的速率，单位有b/s,kb/s,Mb/s等，都是100倍关系
+- 存储容量：1Byte=8bit;1kb=2^10B=1024B=1024*8b(一般用比特，不是字节)
+- 带宽：表示网络的通信线路传送数据的能力。单位是b/s，链路带宽=1MB/s，意味着主机在1us内可向链路发送1bit数据
+- 吞吐量：单位时间内，通过某个网络或信道或接口的数据量，单位b/s等。受到网络的带宽和网络的额定速率的限制，多个服务器的最高速率相加，最高不可能超过带宽
+- 时延：从网络的一端传送到另一端所需的时间，单位是s，分为发送时延(传输时延),传播时延，排队时延，处理时延
+- 发送时延：数据长度/信道带宽
+- 传播时延：信道长度/电磁波在信道上的传播速率
+- 排队时延：等待输入(或输出)链路的可用时间
+- 处理时延：检错，找出口
+- 时延带宽积：传播时延*带宽，单位b。又被称为以比特为单位的链路长度
+- 往返时间RTT：从发送方发送数据开始，到发送方收到接收方的确认总共经历的时延
+- RTT越大，在收到确认之前，可发送的数据越多
+- RTT包括：往返传播时延，末端处理时间
+- 利用率：分为信道利用率和网络利用率
+- 信道利用率：有数据通过的时间/总时间
+- 网络利用率：信道利用率加权平均值
+
+## 分层结构、协议、接口、服务
+
+### 为什么要分层
+
+发送文件之前要完成的动作
+
+- 发起通信的计算机必须将数据通信的通路进行激活
+- 要告诉网络如何识别目的主机
+- 发起通信的计算机要查明目的主机是否开机，并且与网络链接正常
+- 发起通信的计算机要弄清楚，对方计算机中文件管理程序是否已经准备好工作
+- 确保差错和意外可以解决
+- ...
+
+因此需要分层
+
+### 分层的原则
+
+- 每层相对独立
+- 每层界面自然清晰，易于理解
+- 每层都采用最合适的技术来实现
+- 保持下层和上层的独立性
+- 分层结构应该促进标准化工作
+
+**实体**：第n层的活动元素被称为n层实体，同一层的实体叫对等实体
+
+**协议**：为进行网络中对等实体数据交换而建立的规则、标准或约定
+
+- 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**：上层使用下层服务的入口
+
+**服务**：下层为相邻层提供的功能调用
+
+**SDU数据服务单元**：为完成用户所要求的功能而应传送的数据（上一层真正有意义的信息）
+
+**PCI协议控制信息**：控制协议操作的信息（控制信息）
+
+**PDU协议数据单元**：对等层次之间传送的数据单元（上面两种信息之和）
+
+PCI+SDU=PDU：紧接着PDU作为下一层的SDU，是一个类似于金字塔的结构
+
+## OSI参考模型
+
+OSI是7层模型，是法定标准，但现在基本上都是用TCP/IP协议，理论是成功的，但市场是失败的
+
+- 应用层
+- 表示层
+- 会话层
+- 传输层
+- 网络层
+- 数据链路层
+- 物理层
+
+### 通信过程
+
+![](https://jihulab.com/xnzone/earth-bear/-/raw/master/network-osi-transport.jpg)
+
+### 应用层
+
+面向用户的所有能和用户交互产生网络流量的程序就是应用层
+
+典型的服务：
+
+- 文件传输(FTP)
+- 电子邮件(SMTP)
+- 万维网(HTTP)
+- ...
+
+### 表示层
+
+用于处理在两个通信系统中交换信息的表示方式（语法和语义）
+
+功能：
+
+- 数据格式变换
+- 数据加密/解密
+- 数据压缩和恢复
+
+协议：JPEG，ASCII
+
+### 会话层
+
+向表示层/用户进程提供建立连接，并在连接上有序的传输数据。这就是会话，也被称为建立同步(SYN)
+
+功能：
+
+- 建立、管理、终止会话
+- 通过校验点可使会话在通信失效时，从校验点/同步点继续恢复通信，实现数据同步（传输大文件）
+
+协议：ADSP，ASP
+
+### 传输层
+
+负责主机中两个进程的通信，即端到端的通信。传输单位是报文段或用户数据报
+
+功能：
+
+- 可靠传输、不可靠传输
+- 差错控制
+- 流量控制
+- 复用分用
+
+复用：多个应用进程可同时使用下面运输车的服务
+
+分用：运输层把收到的信息分别交付给上面应用层相应的进程
+
+协议：UDP，TCP
+
+### 网络层
+
+主要任务是把分组从源端传送目的端，为分组交换网上的不同主机提供通信服务。网络层传输单位是数据报。
+
+功能：
+
+- 路由选择：选择合适的路由（最佳路径）
+- 流量控制：协调发送端和接收端的速度
+- 差错控制
+- 拥塞控制：通过一定措施缓解所有节点都来不及接收分组的状态
+
+协议：IP，IPX，ICMP，IGMP，ARP，RARP，OSPF
+
+### 数据链路层
+
+主要任务是把网络层传下来的数据报组装成帧。数据链路层/链路层的传输单位是帧。
+
+功能：
+
+- 成帧（定义帧的开始和结束）
+- 差错控制 帧错+位错
+- 流量控制
+- 访问（接入）控制 控制对信道的访问
+
+协议：SDLC HDLC PPP STP
+
+### 物理层
+
+主要任务是在物理媒体上实现比特流的透明传输。传输单位是比特。
+
+透明传输：指的是不敢是什么样的比特组合，都应当能够在链路上传送。
+
+功能：
+
+- 定义接口特性
+- 定义传输模式 单工、半双工、双工
+- 定义传输速率
+- 比特同步
+- 比特编码
+
+协议：Rj45 802.3
+
+## TCP/IP参考模型
+
+![](https://jihulab.com/xnzone/earth-bear/-/raw/master/network-tcp-ip.jpg)
+
+### 与OSI参考模型差异
+
+**相同点**
+
+- 都分层
+- 基于独立协议栈的概念
+- 可以实现异构网络互联
+
+**不同点**
+
+- OSI定义的三点
+- OSI先出现，参考模型先于协议发明，不偏向协议
+- TCP/IP设计之初就考虑到异构互联问题，将IP作为重要层次
+
+面向连接分为三个阶段，1. 建立连接；2. 建立连接后传输数据；3.数据传输后关闭连接
+
+![](https://jihulab.com/xnzone/earth-bear/-/raw/master/network-osi-tcpip-diff.jpg)
+
+### 五层参考模型
+
+- 综合了OSI和TCP/IP的优点
+- 应用层支持网络应用
+- 传输层负责进程与进程的数据传输
+- 网络层负责源主机到目的主机的数据分组与路由转发
+- 数据链路层负责把网络层传下来的数据报封装成帧
+- 物理层负责比特传输
+
+![](https://jihulab.com/xnzone/earth-bear/-/raw/master/network-five.jpg)