目录
一、网络基础
1、网络结构
2、网络要解决的问题
3、层次设计的基本原则
4、体系结构
5、OSI七层模型的作用
6、TCP/IP四层模型
7、网络性能指标
7.1 时延
7.2 往返时间RTT
二、各层功能
1、物理层physical layer
2、数据链路层data link layer
3、网络层network layer
4、运输层transport layer
5、应用层application layer
三、各层协调工作
1、数据传输过程
2、五层协议功能分类
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一、网络基础
1、网络结构
ISP（Internet Service Provider），网络服务提供商。
- 主干ISP，例如国内的移动、联通、电信等。国内的主干ISP可以连接其他国家和地区的主干ISP；
- 地区ISP，例如上海移动、北京联通等。
2、网络要解决的问题
- 保障数据通路顺畅；
- 识别目的计算机；
- 查询目的计算机的状态；
- 判断数据是否产生错误，以及错误的解决方案。
3、层次设计的基本原则
- 各层之间相互独立：本层功能不依赖于其他层；
- 每一层有足够的灵活性，可以应对未来的变化；
- 各层之间完全解耦。
4、体系结构
OSI的七层结构虽然概念清楚、理论完整，但是复杂而且并不实用；TCP/IP体系的4层结构虽然应用广泛，但是实际上只有最上面的三层，最底层的网络接口层并没有具体内容。因此在学习的时候，往往实用一种折中的方法，采用图示的五层结构。
5、OSI七层模型的作用
- 应用层：为计算机用户提供接口和服务；
- 表示层：数据处理，包括编码解码、加密解密等；
- 会话层：管理通信会话，包括建立、维护、重连会话等；
- 传输层：管理端到端的通信连接；
- 网络层：数据路由，决定数据在网络中的路径；
- 数据链路层：管理相邻节点之间的通信；
- 物理层：数据通信的光电物理特性。
6、TCP/IP四层模型
7、网络性能指标
网络的速率：bps = bit/s
7.1 时延
时延 = 发送时延 + 传播时延 + 排队时延 + 处理时延。
- 发送时延：本机在网络发送过程中，停留的时间长度。发送时延 = 数据长度(bit) / 发送速率(bit/s)，发送速率受限于网卡；
- 传播时延：传播时延 = 传播路径距离 / 传播速率(bit/s)，传播速率受限于传播介质；
- 排队时延：数据包在网络设备中排队等待被处理的时间，例如等待路由器的处理；
- 处理时延：数据包达到目的服务器被处理所需要的时间。
7.2 往返时间RTT
RTT（Route-trip Time），往返时延，表示数据报文在端到端通信中来回一次的时间。
ping命令查询的就是往返时间。
二、各层功能
1、物理层physical layer
物理层传输的数据的单位是比特。
物理层作为协议栈的最下层，再往下会和物理实体接触，物理层需要定义和物理层交互的规则，包括：
- 多大的电压代表“1”和“0”，以及接收方如何识别发送方所发送的比特；
- 确定连接电缆的插头应该有多少根引脚，以及各引脚如何连接。
这里需要注意，解释比特的意义不是物理层的作用，这是上层协议需要做的事情；传递信息使用什么样的物理媒介，例如光缆、双绞线、同轴电缆、无线信道等，这也不是物理层的范畴，而是在物理层的更下面。
2、数据链路层data link layer
数据链路层也叫链路层。两台主机之间的通信，总是在一段一段链路上传送的，这就需要使用专门的链路层协议。数据链路层将网络层传下来的数据封装成帧，在两个相邻节点间的链路上产送帧数据。也就是说，数据链路层传输的数据是帧。
每一个帧都包括数据信息和控制信息。控制信息会告诉接收端，当前帧从哪个比特开始，到哪个比特结束，这样接收端的数据链层就能从中提取出数据部分，上交给网络层。
控制信息还能使接收端检测到接受的信息中有无差错。如果有差错，数据链路层直接丢弃这个帧，以免出错的数据凭白浪费网络资源；如果需要改正数据在数据链路层传输时的差错，即数据链路层不仅要改错，还要纠错，那就需要更采用可靠的传输协议。这种协议也意味着数据链路层的协议更复杂。
3、网络层network layer
网络层的作用：
- 网络层负责为分组交换网上的主机提供通信服务。在发送数据时，网络层把运输层产生的报文段或用户数据封装成分组或者包进行传送；
- 网络层还负责选择合适的路由，使源主机运输层传下来的分组能够通过网络中的路由找到目的主机。
互联网是由大量异构网络和路由器相互连接起来的。互联网使用的网络协议是无连接的网际协议IP(Internet Protocol)和许多种路由选择协议，因此互联网的网络层也叫网际层或IP层。
4、运输层transport layer
运输层主要是向两台主机中进程之间的通信提供通用的数据传输服务，应用进程利用该服务传送应用层报文。
由于一台主机上可以有多个进程，因此运输层有复用和分用的功能。复用就是多个应用层可以同时使用运输层的服务；而分用则是运输层可以把收到的信息分发给多个相应的应用层。
运输层主要使用的协议：
- 传输控制协议TCP(Transmission Control Protocol)：面向连接的、可靠的数据传输服务，数据传输的单位是报文段segment；
- 用户数据报协议UDP(User Datagram Protocol)：面向无连接的、不保证可靠的数据传输服务，数据传输的单位是用户数据报；
5、应用层application layer
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的规则，对于不同的网络应用有不同的应用层协议。在互联网中的应用层协议很多，如域名系统DNS、支持万维网应用的HTTP协议、支持电子邮件的SMTP协议等。我们把应用层交互的数据单元成为报文(message)。
三、各层协调工作
1、数据传输过程
这里需要注意的是：
- 高层的数据被封装在它的下一层；
- 五层协议是网络边缘设备（PC机、服务器等）才有的，路由器只有最下面的三层结构。
2、五层协议功能分类
附件
运输层：思维导图下载地址：运输层思维导图
