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入门概念

参考视频链接：

1.2 因特网概述_哔哩哔哩_bilibili

一些基础概念

因特网发展阶段：

三个大标题：

从单个ARPANET-----逐步建成三级结构的因特网----逐步形成多层次ISP结构(互联网服务提供商（Internet Service Provider)的因特网

一些专有名词单位

单位

比特率（Bit Rate）：比特率是指在单位时间内传输的比特数量，通常以每秒传输的比特数（bps）来表示。比特率描述了数据传输的速度或速率。
波特率（Baud Rate）：波特率是指在单位时间内信号的变化次数，通常以每秒的变化次数（波特，baud）来表示。波特率通常用于调制解调器等模拟通信设备中，用来描述信号的传输速率。
数据率（Data Rate）：数据率是指单位时间内传输的数据量，通常以每秒的数据量来表示。数据率包括有效数据以及可能的额外控制信息，是实际应用中的数据传输速率。
时延（Delay）：时延是指数据从发送到接收所经历的时间，包括传输延迟、处理延迟和排队延迟等。时延描述了数据传输过程中的延迟情况。
吞吐量（Throughput）：吞吐量是指在单位时间内成功传输的数据量，通常以每秒的数据量来表示。吞吐量描述了实际数据传输的效率和速率。
误码率（Bit Error Rate，BER）：误码率是指传输过程中发生比特错误的频率，通常以每百万（或十亿）比特中出现的错误比特数来表示。
传输速率（Transmission Rate）：传输速率是指在单位时间内传输的数据量或信号的数量，通常用来描述数据传输的速度或频率。
带宽（Bandwidth）是指在特定的信号传输系统或通信信道中所能传输的最高频率范围或数据传输速率。

在物理通信中，带宽指的是信号或通道所能够传输的频率范围，通常以赫兹（Hz）为单位。例如，对于一条传输带宽为10 MHz的信道，意味着该信道能够传输的最高频率为10兆赫兹。

在数字通信中，带宽通常用来表示数据传输速率，即单位时间内传输的数据量。带宽可以以比特每秒（bps）、千比特每秒（kbps）、兆比特每秒（Mbps）等单位来表示。例如，一个网络连接的带宽为10 Mbps，意味着该连接在单位时间内可以传输的数据量为每秒10兆比特。总的来说，带宽描述了信号或通道所能够传输的最高频率范围或数据传输速率，是衡量通信系统或信道传输能力的重要指标之一。

目前的网络分层结构

首先要知道为什么分层，分层的目的以及依据是什么，

分层的好处：

模块化设计：
- 分层结构将整个网络体系划分为多个层次，每个层次都有特定的功能和责任。这样设计使得网络系统更加模块化，方便了系统的设计、实现和维护。
简化复杂性：
- 将网络系统分解为多个层次可以降低系统的复杂性。每个层次只需要关注特定的功能和任务，而不需要考虑系统的整体复杂性。这样使得网络系统更易于理解和管理。
提高灵活性：
- 分层结构使得网络系统的各个层次之间相互独立，层与层之间通过定义好的接口进行交互。这样设计提高了系统的灵活性，可以方便地替换、升级或者扩展系统的某一层次，而不会对其他层次造成影响。
促进标准化：
- 分层结构有利于网络协议的标准化和统一。每个层次都有相应的协议规范，不同厂商或组织可以遵循相同的协议来实现各自的产品和服务，从而促进了网络技术的发展和应用。
提高互操作性：
- 分层结构可以使得不同厂商或组织开发的网络设备和应用之间更容易实现互操作性。因为它们都遵循了相同的协议规范，在各个层次上的接口也是标准化的，可以更方便地进行集成和交互。

分层的依据

主要是协议，也和接口和服务有关

协议：
- 分层结构的最主要依据是协议。每个层次都有特定的协议规范，用于定义该层次的功能和通信方式。不同层次之间通过协议进行交互，从而实现数据的传输和通信。
接口：
- 在分层结构中，各个层次之间通过定义好的接口进行交互。每个层次的接口定义了该层次提供给上层或下层的服务或功能。接口规定了数据的格式、传输方式等细节，以确保不同层次之间的互操作性。
服务：
- 每个层次提供特定的服务或功能，这些服务或功能是基于相应的协议和接口实现的。不同层次的服务相互配合，共同完成数据的传输和处理。例如，在应用层提供的服务可能包括文件传输、电子邮件、网页浏览等。在这里特指下层为紧邻的上层提供的功能调用。

协议

重点解释下协议：协议是网络通信中的一种规则或约定，用于指导不同设备或系统之间的通信行为。它定义了通信的格式、顺序、错误检测和纠正方法，以及设备之间交换信息的方式。在计算机网络中，协议是网络通信的基础，能够确保数据的正确传输和处理。

协议通常包含以下三个要素：

语法（Syntax）：
- 语法定义了数据的格式和组织结构，即规定了数据的结构、字段和编码方式。它指导了数据在传输过程中的具体格式，以确保发送方和接收方能够正确地解析和处理数据。
语义（Semantics）：
- 语义规定了数据的含义和解释方法，即规定了数据的意义和操作含义。它定义了数据的具体含义、各个字段的作用以及数据的处理方式，确保了通信双方能够理解和正确地处理数据。
同步（Timing）：
- 同步规定了数据的传输时序和顺序，即规定了数据的发送和接收时机以及顺序。它确保了数据的顺序传输和正确接收，防止了数据的丢失、重复或乱序等问题，保证了通信的可靠性和有序性。

通俗的来说，语法告诉我们如何写数据，语义告诉我们如何读懂数据的含义，而同步则告诉我们在什么时间点读取数据以及数据的传输顺序。

OK！！！

服务

再说明下服务，可以按三种方式分类

按连接：

无连接和面向连接

“无连接”（Connectionless）和"面向连接"（Connection-oriented）是网络通信中两种不同的通信模式。

无连接（Connectionless）：
- 在无连接通信模式下，通信的两端在发送数据时不需要在通信开始之前建立连接。每个数据包（或报文）都是独立的，它们包含了目标地址等必要信息，以便被路由器按照目的地传送到正确的位置。UDP（用户数据报协议）是一种典型的无连接协议。
- 特点：
  - 不需要建立连接，发送数据时直接发送数据包。
  - 数据包独立，每个数据包都包含目标地址等必要信息。
  - 不保证数据的可靠性和顺序性，因此在无连接通信中可能会出现数据丢失或乱序的情况。
  - 通常用于实时性要求较高、对数据可靠性要求不高的应用场景，如音频、视频传输等。
面向连接（Connection-oriented）：
- 在面向连接通信模式下，通信的两端在进行数据交换之前需要先建立连接。连接的建立包括一系列的握手过程，以确保双方都能够通信，并且在通信过程中会维护连接状态，以保证数据的可靠性和有序性。TCP（传输控制协议）是一种典型的面向连接的协议。
- 特点：
  - 需要先建立连接，通过握手过程来确立通信双方的能力和状态。
  - 通信过程中维护连接状态，保证数据的可靠性和有序性。
  - 数据包有序传输，可以检测丢失的数据包并进行重传，以确保数据的完整性。
  - 通常用于对数据可靠性和顺序性要求较高的应用场景，如文件传输、网页浏览等。

可靠服务与不可靠服务

可靠服务（Reliable Service）：
- 可靠服务是指在数据传输过程中提供了一定程度的数据可靠性保证的服务。它确保了数据能够按照正确的顺序传输到目的地，并且能够检测和纠正数据传输中可能出现的错误，从而保证了数据的完整性和可靠性。面向连接的服务通常提供可靠服务，例如 TCP 协议提供的传输控制协议就是一种可靠的服务，它能够保证数据的有序传输和可靠交付。
- 特点：
数据可靠性： 提供了较高的数据传输可靠性，能够确保数据的完整性和正确性。通过序号、确认和重传等机制，可以检测和纠正数据传输过程中的错误，确保数据的有序传输和可靠交付。

传输开销： 由于需要进行确认、重传等额外的控制机制，可靠服务通常会带来较大的传输开销，包括网络带宽、处理时间等方面的开销。

适用场景： 适用于对数据可靠性要求较高的应用场景，如文件传输、电子邮件、网页浏览等。在这些应用中，数据的完整性和可靠传输至关重要。
不可靠服务（Unreliable Service）：
- 不可靠服务是指在数据传输过程中没有提供数据可靠性保证的服务。它不保证数据能够按照正确的顺序传输到目的地，也不会检测和纠正数据传输中可能出现的错误，因此数据传输过程中可能会出现丢失、重复或乱序等问题。无连接的服务通常提供不可靠服务，例如 UDP 协议提供的用户数据报协议就是一种不可靠的服务，它能够快速传输数据，但不保证数据的可靠性和顺序性。
特点：

数据可靠性： 不提供数据传输的可靠性保证，传输过程中可能会出现数据丢失、重复或乱序等问题。不可靠服务快速地传输数据，但不保证数据的完整性和正确性。

传输开销： 不可靠服务通常具有较小的传输开销，因为不需要进行确认、重传等额外的控制机制。这使得不可靠服务能够在网络中快速传输数据。

适用场景： 适用于对数据实时性要求较高、对数据可靠性要求较低的应用场景，如实时音视频传输、在线游戏等。在这些应用中，快速传输数据比数据的完整性更为重要。

有应答服务和无应答服务

有应答服务（Acknowledged Service）：
- 在有应答服务中，发送方在发送数据后会等待接收方的应答信号，以确认数据已经被接收或处理。通常情况下，接收方会发送一个应答消息，告知发送方数据已经成功接收或处理，这样发送方才会继续发送下一条数据或进行其他操作。
- 特点：
  - 提高了数据传输的可靠性，发送方可以根据接收方的应答信息来确认数据的成功传输。
  - 增加了通信的开销，因为发送方需要等待接收方的应答信号，这会增加通信的延迟和资源消耗。
  - 适用于对数据可靠性要求较高的应用场景，如文件传输、电子邮件发送等。
无应答服务（Unacknowledged Service）：
- 在无应答服务中，发送方在发送数据后不会等待接收方的应答信号，而是直接继续发送下一条数据或进行其他操作。发送方假设数据已经成功传输，不再对接收情况进行确认。
- 特点：
  - 提高了通信的效率，发送方不需要等待接收方的应答信号，可以更快地发送数据。
  - 降低了数据传输的可靠性，发送方无法确认数据是否成功传输到接收方，可能会出现数据丢失或传输错误的情况。
  - 适用于对数据实时性要求较高、对数据可靠性要求较低的应用场景，如实时音视频传输、实时通信等。

按照上边讲的，最终设计了

osi/iso七层网络模型

OSI（开放系统互连）参考模型定义了计算机网络体系结构中的七个不同层次，每个层次都有自己的任务和功能。以下是每个层次的任务和功能的概述：

物理层（Physical Layer）：
- 任务：负责在物理媒介上传输原始比特流，将数据从发送方传输到接收方，不关心数据的含义和内容。
- 功能：定义了物理连接的特性，如电压、频率、传输速率等，以及数据的编码和解码方式。
- 传输单位：比特（Bit）。
- 物理层负责在物理媒介上传输原始比特流，没有将数据进行分割或封装。
数据链路层（Data Link Layer）：
- 任务：负责将物理层传输的数据流划分成逻辑上的帧，管理和控制帧的传输，并进行数据的错误检测和纠正。
- 功能：提供了点对点的数据传输服务，通过差错检测和纠正技术确保数据的可靠传输，实现了数据的有序传输。
- 传输单位：帧（Frame）。
- 数据链路层将数据划分为逻辑上的帧，在帧中添加了控制信息，如帧起始和结束标志、地址、差错检测等。
网络层（Network Layer）：
- 任务：负责实现数据的路由和转发，决定数据在网络中的传输路径，并控制数据包的转发和交换。
- 功能：定义了数据包的路由算法和转发机制，提供了数据包的交换和路由选择服务，实现了数据的跨网络传输。
- 传输单位：数据包（Packet）或数据报（Datagram）。
- 网络层负责将数据链路层传输的帧进行进一步封装，形成网络层的数据包或数据报，添加了路由信息等控制信息。
传输层（Transport Layer）：
- 任务：负责建立端到端的连接，为应用层提供可靠的数据传输服务，确保数据的顺序传输和可靠交付。
- 功能：提供了端到端的数据传输服务，通过流量控制、拥塞控制和错误恢复机制确保数据的可靠传输，实现了数据的可靠性和有序性。
- 传输单位：报文段（Segment）或用户数据报文（User Datagram）。
- 传输层负责端到端的数据传输，将应用层的数据划分为传输层的报文段或用户数据报文，添加了端口号、序号、检验和等控制信息。
会话层（Session Layer）：
- 任务：负责建立、管理和终止会话，提供了数据交换的逻辑通路，确保应用程序之间的通信顺利进行。
- 功能：管理了数据传输的会话状态和同步，提供了会话控制和同步服务，确保了应用程序之间的有效通信。
- 会话层及以后各层：在这些层次中，数据的传输单位通常被称为“数据”（Data），即用户数据。在这些层次中，数据通常被表示为应用程序的消息或协议数据单元（PDU），传输单位的大小取决于具体的应用和协议。
表示层（Presentation Layer）：
- 任务：负责数据的格式化和转换，将数据从应用程序的格式转换为网络传输的格式，以及从网络传输的格式转换为应用程序的格式。
- 功能：实现了数据的加密、压缩、编码和解码等操作，确保了数据的安全性、可靠性和可解释性。
应用层（Application Layer）：
- 任务：提供了各种应用程序所需的服务和功能，允许用户访问网络并进行通信、文件传输、电子邮件、网页浏览等操作。
- 功能：实现了应用程序之间的通信和交互，提供了用户接口和各种应用服务，为用户提供了丰富的网络功能和服务。