计算机网络专有名词笔记

1.IP地址

	IP协议中还有一个非常重要的内容，那就是给因特网上的每台计算机和其它设备都规定了一个唯一的地址，
叫做“IP地址”。由于有这种唯一的地址，才保证了用户在连网的计算机上操作时，能够高效而且方便地从千千万
万台计算机中选出自己所需的对象来。
	IP地址就像是我们的家庭住址一样，如果你要写信给一个人，你就要知道他（她）的地址，这样邮递员才能
把信送到。计算机发送信息就好比是邮递员，它必须知道唯一的“家庭地址”才能不至于把信送错人家。只不过我
们的地址是用文字来表示的，计算机的地址用二进制数字表示。
	IP地址被用来给Internet上的电脑一个编号。大家日常见到的情况是每台联网的PC上都需要有IP地址，才
能正常通信。我们可以把“个人电脑”比作“一台电话”，那么“IP地址”就相当于“电话号码”，而Internet中的路
由器，就相当于电信局的“程控式交换机”。
	IP地址是一个32位的二进制数，通常被分割为4个“8位二进制数”（也就是4个字节）。IP地址通常用“点分
十进制”表示成（a.b.c.d）的形式，其中，a,b,c,d都是0~255之间的十进制整数。例：点分十进IP地址
（100.4.5.6），实际上是32位二进制数（01100100.00000100.00000101.00000110）。

2.子网掩码(Subnet Mask)

	子网掩码的主要功能是告知网络设备，一个特定的 IP 地址的哪一部分是包含网络地址 与子网地址，哪一部分
是主机地址。网络的路由设备只要识别出目的地址的网络号与子网号 即可作出路由寻址决策，IP 地址的主机部
分不参与路由器的路由寻址操作，只用于在网段 中唯一标识一个网络设备的接口。本来，如果网络系统中只使用
A、B、C 这三种主类地址， 而不对这三种主类地址作子网划分或者进行主类地址的汇聚，则网络设备根据 IP
地址的第 一个字节的数值范围即可判断它属于 A、B、C 中的哪一个主类网，进而可确定该 IP 地址的 网络
部分和主机部分，不需要子网掩码的辅助。
	但是在实际网络规划中，他们并不利于有效地分配有限的地址空间。对于 A，B 类地址， 很少有这么大规模
的公司能够使用，对于 C 类地址所容纳的主机数又相对太少。所以有类别 的 IP 地址并不适用于网络规划。同
时随着加入互联网的网络越来越多，路由寻经表急剧膨 胀，这样不仅会降低网关寻径效率（甚至可能使寻径表溢
出，从而造成寻径故障），更重要 的是将增加内外部路径刷新时的开销，从而加重网络负担。 
	为了提高 IP 地址使用效率及路由效率，在基础的 IP 地址分类上对 IP 编址进行了相应 改进。但为了
使系统在对 A、B、C 这三种主类网进行了子网的划分，或者采用无类别的域间 选路技术 CIDR 对网段进行汇
聚的情况下，也能对 IP 地址的网络及子网部分与主机部分作正 确的区分，就必须依赖于子网掩码的帮助。 子
网掩码使用与 IP 相同的编址格式，子网掩码为 1 的部分对应于 IP 地址的网络与子网 部分，子网掩码为 0 
的部分对应于 IP 地址的主机部分。将子网掩码和 IP 地址作"与"操作后， IP 地址的主机部分将被丢弃，剩
余的是网络地址和子网地址。例如，一个 IP 分组的目的 IP 地址为：10.2.2.1，若子网掩码为：
255.255.255.0，与之作"与"运算得：10.2.2.0，则网 络设备认为该 IP 地址的网络号与子网号为：
10.2.2.0。 

3.网关(Gateway)

	在 Internet 中的网关一般是指用于连接两个或者两个以上网段的网络设备，通常使用 路由器（Router）作
为网关。在 TCP/IP 网络体系中，网关的基本作用是根据目的 IP 地址的 网络号与子网号，选择最佳的出口对
IP 分组进行转发，实现跨网段的数据通信。 

4.ARP协议(Adress Resolution Protocol)

	在以太网（Ethernet）中，一个网络设备要和另一个网络设备进行直接通信，除了知道 目标设备的网络层
逻辑地址（如 IP 地址）外，还要知道目标设备的第二层物理地址（MAC 地址）。ARP 协议的基本功能就是通
过目标设备的 IP 地址，查询目标设备的 MAC 地址，以 保证通信的顺利进行。
	当一个网络设备需要和另一个网络设备通信时，它首先把目标设备的 IP 地址与自己的 子网掩码进行"与"操作，以判断目标设备与自己是否位于同一网段内。如果目标设备在同一 网段内，并且源设备没有获得
与目标 IP 地址相对应的 MAC 地址信息，则源设备以第二层广 播的形式（目标 MAC 地址为全 1）发送 ARP
请求报文，在 ARP 请求报文中包含了源设备与目 标设备的 IP 地址。同一网段中的所有其他设备都可以收到并分析这个 ARP 请求报文，如果某设备发现报文中的目标 IP 地址与自己的 IP 地址相同，则它向源设备发回
ARP 响应报文， 通过该报文使源设备获得目标设备的 MAC 地址信息。 
	如果目标设备与源设备不在同一网段，则源设备首先把 IP 分组发向自己的缺省网关 （Default Gateway）
，由缺省网关对该分组进行转发。如果源设备没有关于缺省网关的 MAC 信息，则它同样通过 ARP 协议获取缺
省网关的 MAC 地址信息。 
	为了减少广播量，网络设备通过 ARP 表在缓存中保存 IP 与 MAC 地址的映射信息。在一 次 ARP 的请
求与响应过程中，通信双方都把对方的 MAC 地址与 IP 地址的对应关系保存在各 自的 ARP 表中，以在后续的
通信中使用。ARP 表使用老化机制，删除在一段时间内没有使用 过的 IP 与 MAC 地址的映射关系。 

5.缺省网关

	缺省网关（Default Gateway）是子网与外网连接的设备，通常是一个路由器。当一台计算机发送信息
时，根据发送信息的目标地址，通过子网掩码来判定目标主机是否在本地子网中，如果目标主机在本地子网中，
则直接发送即可。如果目标不在本地子网中则将该信息送到缺省网关/路由器，由路由器将其转发到其他网络中，
进一步寻找目标主机。

1.信道

	信道(Channels of communicationl)是数据传输的通路，在计算机网络中信道分为物理信道和逻辑信
道。物理信道指用于传输数据信号的物理通路，它由传输介质与有关通信设备组成；逻辑信道指在物理信道的基
础上，发送与接收数据信号的双方通过中间结点所实现的逻辑通路，由此为传输数据信号形成的逻辑通路。

2.带宽

	在计算机网络中，带宽用来表示网络中某通道传送数据的能力。网络带宽表示在单位时间内网络中某信道所
能通过的“最高数据率”，单位是“比特每秒”。

3.吞吐量

	表示在单位时间内通过某个网络(或信道、接口)的实际的数据量。吞吐量更经常用于对现实世界中的网络的
一种测量，以便知道实际上到底有多少数据量能够通过网络。带宽是理论值，吞吐量是实际值。对于一1Gbit/s
的以太网，就是说其额定速率是1Gbit/s，这个数值是该以太网的绝对上限值，其实际吞吐量可能也只
100Mbit/s甚至更低，并没有额定速率。

4.时延

	时延是指一个报文或分组从一个网络的一端传送到另一个端所需要的时间。它包括了发送时延，传播时延，
处理时延，排队时延。（时延=发送时延+传播时延+处理时延+排队时延）一般，发送时延与传播时延是我们主要
考虑的。对于报文长度较大的情况，发送时延是主要矛盾；报文长度较小的情况，传播时延是主要矛盾。
时延是指数据包第一个比特进入路由器到最后一比特从路由器输出的时间间隔。

5.TTL

	TTL是 Time To Live的缩写，该字段指定IP包被路由器丢弃之前允许通过的最大网段数量。TTL是IPv4报
头的一个8 bit字段,即最大值为255。
	TTL与DNS TTL有区别。二者都是生存时间，但一个指ICMP包的转发次数（跳数），一个指域名解析信息在
DNS中的存在时间。
	TTL字段由IP数据包的发送者设置，在IP数据包从源到目的的整个转发路径上，每经过一个路由器，路由器
都会修改这个TTL字段值，具体的做法是把该TTL的值减1，然后再将IP包转发出去。如果在IP包到达目的IP之
前，TTL减少为0，路由器将会丢弃收到的TTL=0的IP包并向IP包的发送者发送 ICMP time exceeded消息。
	TTL的主要作用是避免IP包在网络中的无限循环和收发，节省了网络资源，并能使IP包的发送者能收到告警
消息。

1.五层协议的体系结构(目前的体系结构)

	五层协议的体系结构由应用层、运输层、网络层、数据链路层以及物理层组成。运输层最重要的协议是TCP
协议和UDP协议，而网络层最重要的协议是IP协议。
	1.应用层：应用层是体系结构中的最高层。应用层的任务是通过应用进程间的交互来完成特定网络应用。
应用层协议定义的是应用进程间通信和交互规则。这里的进程就是指主机中正在运行的程序。对于不同的网络应
用需要有不同的应用层协议。如域名系统是DNS，支持万维网应用的是HTTP协议，支持电子邮件的是SMTP协议。
应用层交互的数据单元称为报文。
	2.运输层：运输层的任务就是负责向两台主机中进程之间的通信提供通用的数据传输服务。
TCP协议：传输控制协议，提供面向对象连接的、可靠的数据传输服务，其数据传输的单位是报文段。
UDP协议：用户数据报协议，提供无连接、尽最大努力的数据传输服务(不保证数据传输的可靠性)，其数据传输
的单位是用户数据报。
	3.网络层：网络层负责为“分组交换网”上的不同主机提供通信服务。在发送数据时，网络层把运输层产生的
报文段或用户数据报封装成分组或包进行传送。在TCP/IP体系中，由于网络层用IP协议，因此分组也叫做IP数
据报或简称数据报。可以把“分组”理解成数据报。网络层的另一个任务是就是要选择合适的路由，使源主机运输
层所传下来的分组，能够通过网络中的路由器找到目的主机。互联网是由大量的异构网络通过路由器相互连接起
来的。
	4.数据链路层：最基本的服务是将源自网络层来的数据可靠地传输到相邻节点的目标机网络层。在两个相邻
的结点之间传送数据时，数据链路层将网络层交下来的IP数据报组成成帧，在两个相邻的结点间的链路层上传送
帧。每一帧包括数据和必要的控制信息(如同步信息，地址信息，差错控制)。数据链路层不仅要检查错误，还要纠正错误。
	5.物理层

2.路由

	路由是指路由器从一个接口上收到数据包，根据数据包的目的地址进行定向并转发到另一个接口的过程。
	路由包含两个基本的工作：
		1.确定最佳路径
		2.通过网络传输信息