计算机网络的两个主要特征,计算机网络可以从哪几种方面分类

排队时延：当多个数据传输到结点A时要进行排队处理。

处理时延和排队时延可以理解为坐火车，买票需要排队这是排队时延，买票时看线路决定坐哪班车这是处理时延。

5.时延带宽积

链路的时延带宽积又称为以比特为单位的链路长度。

6.往返时间

RTT（Round-Trip Time）

从发送方发送数据开始，到发送方收到接收方确认的时间。如上文所述可以通过ping命令测试往返时间。

7.利用率

信道利用率：有数据通过时间 / （有 无）数据通过时间；即指的是某信道有百分之几的时间是被利用的（有数据通过的）；完全空闲的信道利用率是零。

网络利用率：信道利用率的加权平均值；数值在0~1之间。

时延与网络利用率的关系

· 应用层

应用层的任务是通过应用进程之间的交互来完成特定的网络作用，常见的应用层协议有域名系统DNS，HTTP协议等。

· 表示层

表示层的主要作用是数据的表示、安全、压缩。可确保一个系统的应用层所发送的信息可以被另一个系统的应用层读取。

· 会话层

会话层的主要作用是建立通信链接，保持会话过程通信链接的畅通，同步两个节点之间的对话，决定通信是否被中断以及通信中断时决定从何处重新发送。。

· 传输层

传输层的主要作用是负责向两台主机进程之间的通信提供数据传输服务。传输层的协议主要有传输控制协议TCP和用户数据协议UDP。

· 网络层

网络层的主要作用是选择合适的网间路由和交换结点，确保数据及时送达。常见的协议有IP协议。

· 数据链路层

数据链路层的作用是在物理层提供比特流服务的基础上，建立相邻结点之间的数据链路，通过差错控制提供数据帧（Frame）在信道上无差错的传输，并进行各电路上的动作系列。 常见的协议有SDLC、HDLC、PPP等。

· 物理层

物理层的主要作用是实现相邻计算机结点之间比特流的透明传输，并尽量屏蔽掉具体传输介质和物理设备的差异。

· URI(Uniform Resource Identifier)：中文全称为统一资源标志符，主要作用是唯一标识一个资源。

· URL(Uniform Resource Location)：中文全称为统一资源定位符，主要作用是提供资源的路径。

有个经典的比喻是URI像是身份证，可以唯一标识一个人，而URL更像一个住址，可以通过URL找到这个人。

简单来说，标识网络中的一台计算机，比较常用的就是IP地址和MAC地址，但计算机的IP地址可由用户自行更改，管理起来相对困难，而MAC地址不可更改，所以一般会把IP地址和MAC地址组合起来使用。具体是如何组合使用的在上面的ARP协议中已经讲的很清楚了。

那只用MAC地址不用IP地址可不可以呢？其实也是不行的，因为在最早就是MAC地址先出现的，并且当时并不用IP地址，只用MAC地址，后来随着网络中的设备越来越多，整个路由过程越来越复杂，便出现了子网的概念。对于目的地址在其他子网的数据包，路由只需要将数据包送到那个子网即可，这个过程就是上面说的ARP协议。

那为什么要用IP地址呢？是因为IP地址是和地域相关的，对于同一个子网上的设备，IP地址的前缀都是一样的，这样路由器通过IP地址的前缀就知道设备在在哪个子网上了，而只用MAC地址的话，路由器则需要记住每个MAC地址在哪个子网，这需要路由器有极大的存储空间，是无法实现的。

IP地址可以比作为地址，MAC地址为收件人，在一次通信过程中，两者是缺一不可的。

ping是ICMP(网际控制报文协议)中的一个重要应用，ICMP是网络层的协议。ping的作用是测试两个主机的连通性。

ping的工作过程：

1. 向目的主机发送多个ICMP回送请求报文

2. 根据目的主机返回的回送报文的时间和成功响应的次数估算出数据包往返时间及丢包率。

| | 所属网络模型的层级 | 功能 || :-: | :-: | :-: || 路由器 | 网络层 | 识别IP地址并根据IP地址转发数据包，维护数据表并基于数据表进行最佳路径选择 || 交换机 | 数据链库层 | 识别MAC地址并根据MAC地址转发数据帧 |

| | 是否面向连接 | 可靠性 | 传输形式 | 传输效率 | 消耗资源 | 应用场景 | 首部字节 || :-: | :-: | :-: | :-: | :-: | :-: | :-: | :-: || TCP | 面向连接 | 可靠 | 字节流 | 慢 | 多 | 文件/邮件传输 | 20~60 || UDP | 无连接 | 不可靠 | 数据报文段 | 快 | 少 | 视频/语音传输 | 8 |

有时候面试还会问到TCP的首部都包含什么

· TCP首部(图片来源于网络)：

前20个字节是固定的，后面有4n个字节是根据需而增加的选项，所以TCP首部最小长度为20字节。

· UDP首部(图片来源于网络)：

UDP的首部只有8个字节，源端口号、目的端口号、长度和校验和各两个字节。

ARP的工作流程(面试时问ARP协议主要说这个就可以了)：

1. 在局域网内，主机A要向主机B发送IP数据报时，首先会在主机A的ARP缓存表中查找是否有IP地址及其对应的MAC地址，如果有，则将MAC地址写入到MAC帧的首部，并通过局域网将该MAC帧发送到MAC地址所在的主机B。

2. 如果主机A的ARP缓存表中没有主机B的IP地址及所对应的MAC地址，主机A会在局域网内广播发送一个ARP请求分组。局域网内的所有主机都会收到这个ARP请求分组。

3. 主机B在看到主机A发送的ARP请求分组中有自己的IP地址，会像主机A以单播的方式发送一个带有自己MAC地址的响应分组。

4. 主机A收到主机B的ARP响应分组后，会在ARP缓存表中写入主机B的IP地址及其IP地址对应的MAC地址。

5. 如果主机A和主机B不在同一个局域网内，即使知道主机B的MAC地址也是不能直接通信的，必须通过路由器转发到主机B的局域网才可以通过主机B的MAC地址找到主机B。并且主机A和主机B已经可以通信的情况下，主机A的ARP缓存表中寸的并不是主机B的IP地址及主机B的MAC地址，而是主机B的IP地址及该通信链路上的下一跳路由器的MAC地址。这就是上图中的源IP地址和目的IP地址一直不变，而MAC地址却随着链路的不同而改变。

6. 如果主机A和主机B不在同一个局域网，参考上图中的主机H1和主机H2，这时主机H1需要先广播找到路由器R1的MAC地址，再由R1广播找到路由器R2的MAC地址，最后R2广播找到主机H2的MAC地址，建立起通信链路。