计算机网络四个时延影响因素

㈠ 网络延迟高原因有哪些

很多网友都反映过网络延迟高问题，无论是工作还是游戏时候，都很影响我们使用电脑，很不爽，具体什么原因呢?我们可以通过猫来限制信息量传输，也可以使用其他方法来控制网络延迟。

网络延迟高是什么原因?

定义：在传输介质中传输所用的时间，即从报文开始进入网络到它开始离开网络之间的时间。

单位：毫秒(MS)

如何定义网络延迟程度?

(网络延迟Ping值越低速度越快)

1~30ms：极快，几乎察觉不出有延迟，玩任何游戏速度都特别顺畅

31~50ms：良好，可以正常游戏，没有明显的延迟情况

51~100ms：普通，对抗类游戏能感觉出明显延迟，稍有停顿

>100ms：差，无法正常游戏，有卡顿，丢包并掉线现象

计算方法：1秒=1000毫秒(例：30ms为0.03秒)

1、接下来我们找一个游戏服务器(韩国)进行测试：

打开开始菜单 → 运行，输入：CMD 并回车，在弹出的命令提示符中输入“Ping 服务器IP -t”或“Ping 域名 -t”。比如，你想测试亚服的延迟及丢包率就输入：“Ping 211.234.120.10 -t ”。

输入完成之后，程序就开始跑延迟测试了。过一段时间之后，你按“Ctrl+C”就可以停止测试并得出计算结果。如下图红圈所示：

为了使测试更加真实有效，玩家可以尽量让程序多跑一段时间，并且尽量在黄金时间测试。这样更具有代表性!

2、提供最佳解决方案：

断定某个网络延迟高低的方法：当你Ping电信本地的DNS，MS超过100MS，就算是网络延迟过高，那又如何解决这个网络延迟过高?可以在猫(调制解调器)的里面修改参数：交织模式。

交织模式的定义：

(1) 快速模式和交织模式的区别在于：快速模式在信元调制和纠错方面的手段比交织模式要简单的多，快速模式只有前向纠错，而交织模式具有加扰(增加BIT相关性，用于纠错)，交织深度及一些缓存等方面的纠错手段。

(2) 交织模式对数据包文先进行校验处理，利用芯片的纠错能力，增强了线路的抗干扰性，使ADSL线路稳定性增强，

(3) 但交织模式会增加线路传输的时延。

具体操作方法如下：

(1) 将你的机器设置和猫(调制解调器)相同网段的IP，一般的ADSL的登录器IP为192.168.1.1或者0.1，说明书上有，另外猫(调制解调器)的屁股后面一般也贴了一个小纸片(和入网许可证贴在一起的)，上面的信息包括有登录猫(调制解调器)默认账号和密码。

(2) 进入之后，查看你的网络侧的ADSL参数。

(3) 如果交织模式下交织深度设置超过100，你打10000号吧。

的确无法改“快速模式”，你可以请求电信是否愿意帮你修改“交织模式”下的“交织深度”。交织深度参赛设置的越大，正常情况下网络丢包的可能性相对较小，掉线的可能性也就愈小，但是，网络的延时必然会随着变大。其实，只要你的线路质量好，要确定这点你可以打10000号，请求网络维护人员上门帮你测试，他们有专门的网络测试仪，另外，你也可以自己登陆到自己的猫(调制解调器)。你是看你的线路质量如何，同时也可以看你是通道模式是快速还是交织，如果是交织，交织深度设置的是多少等信息。

补充：常见网络故障解决方法

ip地址冲突：ip地址冲突是局域网中经常出现的问题，有的用户可能重做系统或其他原因丢失自己的IP地址，在重新写IP的时候和其他人的IP地址一样导致ip地址出错，此时电脑右下角就会有个提示框提示你IP地址已经有人用。部门网管应该统计好部门人员的IP地址，当出现问题时可有资料可循，避免IP地址冲突。

计算机网卡故障，一般的主机网卡都带有网卡指示灯，网卡灯有两种类型，一种是只有单灯，一种是双灯。一般来说，单灯是绿色，而双灯一个是绿色，一个是橙色(1000M网络，如黄色则是100MM网络)。单灯显示的意思是，绿色灯亮表示网线物理连接正常。是常亮状态，在有数据交换时单灯情况下绿色灯会明暗闪烁。双灯情况下，绿色灯亮同样表示网线物理连接正常，是常亮状态，在有数据交换时橙色或黄色灯闪烁，而绿灯不变。查看网卡灯显示是否正常，可以判断网卡的好坏。拔掉网线网卡灯还显示正常，网卡出故障需要更换。

网线有问题，如果网线在几台计算机上连接无反映，换根网线后正常，即可判断网线出了问题。网线一半问题有水晶头生锈造成短路，网线中间出现断路，水晶头没压好出现问题等。这时需要测线仪来检查网线。

测线仪使用方法，将一根网线两头分别差入测线仪的网线接口，查看对应各灯依次从1至8或8至1闪亮，再闪亮一次或两次某一灯(即为该网线所在主机的路数)，循环不止。

如果遇到整个网络出现问题，需要检查交换机是否出现问题，到交换机所在机房检查交换机是否有电，如果有电则检查连接交换机的trunk口灯是否正常，如果不正常找到上联交换机检查是否正常。有的交换机trunk口连接收发器，检查收发器是否正常。

相关阅读：计算机网络分层及其功能

物理层：利用传输介质为数链路层提供物理连接，实现比特流的透明传输。实现相邻计算机节点的比特流的透明传送，尽可能屏蔽掉传输介质和网路设备的差异。

数据链路层：在物理层提供的比特流的基础上，通过差错控制、流量控制方法，将有差错的物理链路变为无差错的数据链路。

网络层：数据链路层的数据在这一层被转化为数据报，经过路径选择、分组组合、顺序、进/出路由等控制，将数据从一个网络设备转发到另一个网络设备。

传输层：向用户提供可靠的端到端的差错和流量控制，保证报文的正确传输。向高层屏蔽下层数据信息的传输，向用户透明的传送报文。

会话层：组织和协调两个会话进程的通信，并对数据通信进行管理。

表示层：处理用户信息的表示问题，如编码，数据格式转换，加密解密等

应用层：完成网络中应用程序和操作系统之间的联系，建立和结束使用者之间的联系。

㈡ 为什么网络会出现延迟的情况

简单来讲就是网络延迟 = 传输延迟 + 处理延迟 + 缓冲队列延迟。

现实生活中的延迟大部分是缓冲队列延迟，就是使用同一个基站的人太多了。排队时延的最为复杂和令人感兴趣的成分是排队时延。事实上，排队时延在计算机网络中的重要程度和人们感兴趣的程度，从发表的数以千计的论文和大量的专着可见一斑。 与其他三项时延（即{displaystyle d_{proc},}{displaystyle d_{proc},}，{displaystyle d_{prop},}{displaystyle d_{prop},}和{displaystyle d_{trans},}{displaystyle d_{trans},}）不同的是，排队时延对不同的分组是不同的。

㈢ 影响网速的因素有哪些

设备故障

网络设备硬件故障引起的广播风暴而导致网速变慢作为发现未知设备的主要手段，广播在网络中起着非常重要的作用。然而，随着网络中计算机数量的增多，广播包的数量会急剧增加。当广播包的数量达到30%时，网络的传输效率将会明显下降。当网卡或网络设备损坏后，会不停地发送广播包，从而导致广播风暴，使网络通信陷于瘫痪。因此，当网络设备硬件有故障时也会引起网速变慢。当怀疑有此类故障时，首先可采用置换法替换集线器或交换机来排除集线设备故障。如果这些设备没有故障，关掉集线器或交换机的电源后，DOS下用“Ping”命令对所涉及计算机逐一测试，找到有故障网卡的计算机，更换新的网卡即可恢复网速正常。网卡、集线器以及交换机是最容易出现故障引起网速变慢的设备

网络瓶颈

网络中某个端口形成了瓶颈导致网速变慢实际上，路由器广域网端口和局域网端口、交换机端口、集线器端口和服务器网卡等都可能成为网络瓶颈。当网速变慢时，我们可在网络使用高峰时段，利用网管软件查看路由器、交换机、服务器端口的数据流量；也可用Netstat命令统计各个端口的数据流量。据此确认网络数据流通瓶颈的位置，设法增加其带宽。具体方法很多，如更换服务器网卡为100M或1000M、安装多个网卡、划分多个VLAN、改变路由器配置来增加带宽等，都可以有效地缓解网络瓶颈，可以最大限度地提高数据传输速度。

网络病毒

蠕虫病毒的影响导致网速变慢通过E-mail散发的蠕虫病毒对网络速度的影响越来越严重，危害性极大。这种病毒导致被感染的用户只要一上网就不停地往外发邮件，病毒选择用户个人电脑中的随机文档附加在用户机子的通讯簿的随机地址上进行邮件发送。成百上千的这种垃圾邮件有的排着队往外发送，有的又批成批地被退回来堆在服务器上。造成个别骨干互联网出现明显拥塞，网速明显变慢，使局域网近于瘫痪。因此，我们必须及时升级所用杀毒软件；计算机也要及时升级、安装系统补丁程序，同时卸载不必要的服务、关闭不必要的端口，以提高系统的安全性和可靠性。

防火墙

防火墙的过多使用防火墙的过多使用也可导致网速变慢，处理办法不必多说，卸载下不必要的防火墙只保留一个功能强大就足够了。

㈣ 请问网络时延都有哪些影响因素

我从网上找了些原因过来.看了下写的很具体全面.希望对你有所帮助!!!

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物理原因，无外乎，你的电脑（包括网卡等设备），通信线路，服务器这三者

电脑物理方面：网卡性能差，不稳定，软网卡，均会造成丢包几率大幅上升

通信线路方面：线路质量差，如现在市场上的5类非屏蔽双绞线，大多都是质量极差的，质量过关的这类双绞线能传输的距离一般为100M，而市场上的这些垃圾只能在30M左右（实际使用过程中多次测过都如此）。以及线路附近的电磁干扰均会导致通信线路的数据传输出现问题，最终结果就是导致延迟

服务器方面：网络高峰期，网络负载高都会造成延迟，其他的都不必说了

一、网络自身问题

您想要连接的目标网站所在的服务器带宽不足或负载过大。处理办法很简单，请换个时间段再上或者换个目标网站。

二、网线问题导致网速变慢

我们知道，双绞线是由四对线按严格的规定紧密地绞和在一起的，用来减少串扰和背景噪音的影响。同时，在T568A标准和T568B标准中仅使用了双绞线的 1、2和3、6四条线，其中，1、2用于发送，3、6用于接收，而且1、2必须来自一个绕对，3、6必须来自一个绕对。只有这样，才能最大限度地避免串扰，保证数据传输。本人在实践中发现不按正确标准（T586A、T586B）制作的网线，存在很大的隐患。表现为：一种情况是刚开始使用时网速就很慢；另一种情况则是开始网速正常，但过了一段时间后，网速变慢。后一种情况在台式电脑上表现非常明显，但用笔记本电脑检查时网速却表现为正常。对于这一问题本人经多年实践发现，因不按正确标准制作的网线引起的网速变慢还同时与网卡的质量有关。一般台式计算机的网卡的性能不如笔记本电脑的，因此，在用交换法排除故障时，使用笔记本电脑检测网速正常并不能排除网线不按标准制作这一问题的存在。我们现在要求一律按T586A、T586B标准来压制网线，在检测故障时不能一律用笔记本电脑来代替台式电脑。

三、网络中存在回路导致网速变慢

当网络涉及的节点数不是很多、结构不是很复杂时，这种现象一般很少发生。但在一些比较复杂的网络中，经常有多余的备用线路，如无意间连上时会构成回路。比如网线从网络中心接到计算机一室，再从计算机一室接到计算机二室。同时从网络中心又有一条备用线路直接连到计算机二室，若这几条线同时接通，则构成回路，数据包会不断发送和校验数据，从而影响整体网速。这种情况查找比较困难。为避免这种情况发生，要求我们在铺设网线时一定养成良好的习惯：网线打上明显的标签，有备用线路的地方要做好记载。当怀疑有此类故障发生时，一般采用分区分段逐步排除的方法。

四、网络设备硬件故障引起的广播风暴而导致网速变慢

作为发现未知设备的主要手段，广播在网络中起着非常重要的作用。然而，随着网络中计算机数量的增多，广播包的数量会急剧增加。当广播包的数量达到30%时，网络的传输效率将会明显下降。当网卡或网络设备损坏后，会不停地发送广播包，从而导致广播风暴，使网络通信陷于瘫痪。因此，当网络设备硬件有故障时也会引起网速变慢。当怀疑有此类故障时，首先可采用置换法替换集线器或交换机来排除集线设备故障。如果这些设备没有故障，关掉集线器或交换机的电源后，DOS下用 “Ping”命令对所涉及计算机逐一测试，找到有故障网卡的计算机，更换新的网卡即可恢复网速正常。网卡、集线器以及交换机是最容易出现故障引起网速变慢的设备。

五、网络中某个端口形成了瓶颈导致网速变慢

实际上，路由器广域网端口和局域网端口、交换机端口、集线器端口和服务器网卡等都可能成为网络瓶颈。当网速变慢时，我们可在网络使用高峰时段，利用网管软件查看路由器、交换机、服务器端口的数据流量；也可用 Netstat命令统计各个端口的数据流量。据此确认网络数据流通瓶颈的位置，设法增加其带宽。具体方法很多，如更换服务器网卡为100M或1000M、安装多个网卡、划分多个VLAN、改变路由器配置来增加带宽等，都可以有效地缓解网络瓶颈，可以最大限度地提高数据传输速度。

六、蠕虫病毒的影响导致网速变慢

通过E-mail散发的蠕虫病毒对网络速度的影响越来越严重，危害性极大。这种病毒导致被感染的用户只要一上网就不停地往外发邮件，病毒选择用户个人电脑中的随机文档附加在用户机子的通讯簿的随机地址上进行邮件发送。成百上千的这种垃圾邮件有的排着队往外发送，有的又成批成批地被退回来堆在服务器上。造成个别骨干互联网出现明显拥塞，网速明显变慢，使局域网近于瘫痪。因此，我们必须及时升级所用杀毒软件；计算机也要及时升级、安装系统补丁程序，同时卸载不必要的服务、关闭不必要的端口，以提高系统的安全性和可靠性。

七、防火墙的过多使用
防火墙的过多使用也可导致网速变慢，处理办法不必多说，卸载下不必要的防火墙只保留一个功能强大的足以。

八、系统资源不足

您可能加载了太多的运用程序在后台运行，请合理的加载软件或删除无用的程序及文件，将资源空出，以达到提高网速的目的

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专业版的 Windows XP默认保留了20%的带宽，其实这对于我们个人用户来说是没有多大的作用。与其闲着还不如充分地利用起来，方法如下：在“开始→运行”中输入 gpedit.msc，打开组策略编辑器。找到“计算机配置→管理模板→网络→QoS数据包调度程序”，选择右边的“限制可保留带宽”，选择“属性”打开限制可保留带宽属性对话框，选择“禁用”即可。经过这样重新设置就可以释放保留的20%的带宽了。
1.网卡绑定的协议太多 这种情况在局域网用户中很常见。网卡上如果绑定了许多协议，当数据通过网卡时，计算机就要花费很多时间来确定该数据使用哪种协议来传送，这时用户就会感觉到速度慢。解决方法是：用一块网卡只绑定PPPoE协议来连接ADSL
提供上网的外部连接，用另一块网卡绑定局域网的其他协议，从而各尽其职，提高性能，这样客户端上网速度就会提高。

2.ADSL设备散热不良 ADSL设备工作时发热量比较大，平时要注意散热。许多用户把ADSL设备和路由器、集线器等放在一个机柜里，不利于散热，对ADSL的正常工作有影响。ADSL等设备不可放在柜内，要分开摆放，设备之间留有通风散热通道，机房最好做到恒温，一般环境温度应控制在10～30℃。

3.访问互联网接口错误 这是由于Windows系统的Internet连接向导给IE指定的访问互联网接口错误引起的。EnterNet 300(虚拟拨号软件)使用的是局域网类型虚拟拨号，而IE缺省使用普通拨号。浏览的时候IE首先寻找拨号接口，找不到拨号以后就找局域网里面有没有代理服务器，最后才会找到EnterNet 300的接口，因此会很慢。只需要重新运行一遍Internet连接向导，选择局域网方式，并取消自动搜索代理服务器就可解决。

4.不能绑定TCP/IP协议 不能绑定TCP/IP多为网卡驱动程序未正确安装、网卡质量问题和PCI插槽不良。应先把设备管理器里的网卡驱动删除，重启后安装驱动程序；如果不好，再把网卡换一个PCI插槽；仍不好换一块网卡。

5.电话线路质量低劣 ADSL技术对电话线路的质量要求较高，目前采用的ADSL是一种RADSL(速率自适应DSL)。如果电信局到用户间的电话线路在某段时间受到外界因素干扰，RADSL会根据线路质量的优劣和传输距离的远近，动态地调整用户的访问速度。如访问的是国外站点，速度会受到出口带宽及对方站点线路、设备配置情况等因素影响，需要全网协调配合解决。线路问题主要有施工时未遵循施工标准而遗留的质量隐患，如没加塑料套管导致老鼠咬断线路；配线架或其他材料质量问题导致跳线接触不良；用户在装修时暗敷的室内线损坏等。

6.软件没有重新设置 用户装了ADSL后，上网条件已经发生变化，相应的工具软件没有重新设置，也是造成速度慢的原因之一。如通信软件QQ，就需要对它进行一些设置。从QQ面板中选择“系统参数”命令，点击“网络设置”标签，将原来的“拨号上网”改为“局域网接入Internet”就可以了。

7.微机硬件软件问题 硬件故障主要表现在网卡坏或没有正确安装；微机主板和网卡不兼容；微机配置低，尤其内存少导致运行速度慢。软件故障主要是由于用户不了解计算机知识，在使用过程中误操作，导致操作系统出错或拨号软件损坏而无法上网；用户浏览一些网页后，系统出现问题，在处理时不慎将备份的拨号软件删掉；微机重装系统后，没有安装拨号软件等等。这些软件故障只要重新安装拨号软件即可排除。

8.某一网站长时间网页打不开。 原因是在上网高峰期，许多用户访问同一个热点网站，由于该网站服务器处理不过来，或带宽较窄
会出现网络速度慢、长时间网页打不开的情况，请您最好避开高峰时段上网或改访问其它站点。

9.由于互联网节点故障，网络系统自动进行路由迂回，产生网络速度慢。请您耐心等待系统恢复。

10.由于"猫"的自身品质问题，引起的上网速度慢。请您更换优质"猫"。

11.电话线路的电气指标过低，引起的上网速度慢，请您更换优质线路。

12.外"猫"和主机的连接速率低，引起的上网速度慢，请您重新进行接口参数设置。

13.在低档机上运行高级操作系统，引起的上网速度慢，请您重新选择适合自己电脑的操作系统和浏览器。

14.由于浏览器的设置不当，引起的上网速度慢，请您重新设置网页的保留天数，把浏览器的缓存目录设置在传输速率最高的硬盘上，并适当增 加容量。

目前大多数拨号上网用户的电脑都用Windows系统，很多时都听到用户抱怨上网速度慢，但我们发现有一种情况是：当认为慢的时候其实是已经断线了，不过此时上网的图标仍然存在，这就造成了还在上网的假象。如你身边有电话可拿起电话来鉴别，还可以将鼠标拉至上网的图标上，按右键选择“状态”，观察有否收到数据，如在一段时间内都未有数据收到则可认定线路已断开，只能重新拨号

最终解决方法：去搞个 迅游，金山网游加速器之类的软件，缴费后，通过他们提供的技术服务，可以使你的网络延迟大幅降低，但也只是对那先延迟在600MS以上的比较明显
我们平时上网不论是 用QQ传文件,还是网络游戏~ 我们经常都会遇到延时这一问题，有时候可能是Moden原因，有的则是劣质网线或电话线的原因，今天我们一起看看到低有些什么原因，再结合自己的电脑网络情况分析 就知道问题所在和解决方法了。

㈤ 计算机网络发送时延和传播时延怎么算

总时延 = 排队时延 + 处理时延 + 传输时延 + 传播时延

1. 排队时延

分组在路由器的输入队列和输出队列中排队等待的时间，取决于网络当前的通信量。

2. 处理时延

主机或路由器收到分组时进行处理所需要的时间，例如分析首部、从分组中提取数据、进行差错检验或查找适当的路由等。

3. 传输时延

主机或路由器传输数据帧所需要的时间。

(5)计算机网络四个时延影响因素扩展阅读

网络延时高可能有以下几个原因：

1. 本机到服务器之间路由跳数过多。由于光/电的传输速度非常快，他们在物理介质中的传播时间几乎可以忽略不计，但是路由器转发数据包的处理时间是不可忽略的。当本机到服务器链路中有太多路由转发处理时，网络延时就会很明显。

2. 网络带宽不够。排除其它因素，如果客户端和服务器端直接通过一个路由器连接，但带宽只有10Kbps，却同时有多个应用需要传输远超带宽的数据量200Kbps，这时候会造成大量数据丢失，从而表现为响应延时。

3. 处理带宽不够。排除其它因素，如果客户端和服务器端直接通过一个路由器连接，且带宽足够，但服务器端处理能力不足，也会造成响应延时。

㈥ 计算机网络知识点

一、计算机网络概述

1.1 计算机网络的分类

按照网络的作用范围：广域网（WAN）、城域网（MAN）、局域网（LAN）；

按照网络使用者：公用网络、专用网络。

1.2 计算机网络的层次结构

TCP/IP四层模型与OSI体系结构对比：

1.3 层次结构设计的基本原则

各层之间是相互独立的；

每一层需要有足够的灵活性；

各层之间完全解耦。

1.4 计算机网络的性能指标

速率：bps=bit/s 时延：发送时延、传播时延、排队时延、处理时延 往返时间RTT：数据报文在端到端通信中的来回一次的时间。

二、物理层

物理层的作用：连接不同的物理设备，传输比特流。该层为上层协议提供了一个传输数据的可靠的物理媒体。简单的说，物理层确保原始的数据可在各种物理媒体上传输。

物理层设备：

中继器【Repeater，也叫放大器】：同一局域网的再生信号；两端口的网段必须同一协议；5-4-3规程：10BASE-5以太网中，最多串联4个中继器，5段中只能有3个连接主机；

集线器：同一局域网的再生、放大信号（多端口的中继器）；半双工，不能隔离冲突域也不能隔离广播域。

信道的基本概念：信道是往一个方向传输信息的媒体，一条通信电路包含一个发送信道和一个接受信道。

单工通信信道：只能一个方向通信，没有反方向反馈的信道；

半双工通信信道：双方都可以发送和接受信息，但不能同时发送也不能同时接收；

全双工通信信道：双方都可以同时发送和接收。

三、数据链路层

3.1 数据链路层概述

数据链路层在物理层提供的服务的基础上向网络层提供服务，其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。数据链路层在不可靠的物理介质上提供可靠的传输。

该层的作用包括： 物理地址寻址、数据的成帧、流量控制、数据的检错、重发 等。

有关数据链路层的重要知识点：

数据链路层为网络层提供可靠的数据传输；

基本数据单位为帧；

主要的协议：以太网协议；

两个重要设备名称：网桥和交换机。

封装成帧：“帧”是 数据链路层 数据的基本单位：

透明传输：“透明”是指即使控制字符在帧数据中，但是要当做不存在去处理。即在控制字符前加上转义字符ESC。

3.2 数据链路层的差错监测

差错检测：奇偶校验码、循环冗余校验码CRC

奇偶校验码–局限性：当出错两位时，检测不到错误。

循环冗余检验码：根据传输或保存的数据而产生固定位数校验码。

3.3 最大传输单元MTU

最大传输单元MTU(Maximum Transmission Unit)，数据链路层的数据帧不是无限大的，数据帧长度受MTU限制.

路径MTU：由链路中MTU的最小值决定。

3.4 以太网协议详解

MAC地址：每一个设备都拥有唯一的MAC地址，共48位，使用十六进制表示。

以太网协议：是一种使用广泛的局域网技术，是一种应用于数据链路层的协议，使用以太网可以完成相邻设备的数据帧传输：

局域网分类：

Ethernet以太网IEEE802.3：

以太网第一个广泛部署的高速局域网

以太网数据速率快

以太网硬件价格便宜，网络造价成本低

以太网帧结构：

类型：标识上层协议（2字节）

目的地址和源地址：MAC地址（每个6字节）

数据：封装的上层协议的分组（46~1500字节）

CRC：循环冗余码（4字节）

以太网最短帧：以太网帧最短64字节；以太网帧除了数据部分18字节；数据最短46字节；

MAC地址（物理地址、局域网地址）

MAC地址长度为6字节，48位；

MAC地址具有唯一性，每个网络适配器对应一个MAC地址；

通常采用十六进制表示法，每个字节表示一个十六进制数，用 - 或 : 连接起来；

MAC广播地址：FF-FF-FF-FF-FF-FF。

四、网络层

网络层的目的是实现两个端系统之间的数据透明传送，具体功能包括寻址和路由选择、连接的建立、保持和终止等。数据交换技术是报文交换（基本上被分组所替代）：采用储存转发方式，数据交换单位是报文。

网络层中涉及众多的协议，其中包括最重要的协议，也是TCP/IP的核心协议——IP协议。IP协议非常简单，仅仅提供不可靠、无连接的传送服务。IP协议的主要功能有：无连接数据报传输、数据报路由选择和差错控制。

与IP协议配套使用实现其功能的还有地址解析协议ARP、逆地址解析协议RARP、因特网报文协议ICMP、因特网组管理协议IGMP。具体的协议我们会在接下来的部分进行总结，有关网络层的重点为：

1、网络层负责对子网间的数据包进行路由选择。此外，网络层还可以实现拥塞控制、网际互连等功能；

2、基本数据单位为IP数据报；

3、包含的主要协议：

IP协议（Internet Protocol，因特网互联协议）;

ICMP协议（Internet Control Message Protocol，因特网控制报文协议）;

ARP协议（Address Resolution Protocol，地址解析协议）;

RARP协议（Reverse Address Resolution Protocol，逆地址解析协议）。

4、重要的设备：路由器。

路由器相关协议

4.1 IP协议详解

IP网际协议是 Internet 网络层最核心的协议。虚拟互联网络的产生：实际的计算机网络错综复杂；物理设备通过使用IP协议，屏蔽了物理网络之间的差异；当网络中主机使用IP协议连接时，无需关注网络细节，于是形成了虚拟网络。

IP协议使得复杂的实际网络变为一个虚拟互联的网络；并且解决了在虚拟网络中数据报传输路径的问题。

其中，版本指IP协议的版本，占4位，如IPv4和IPv6；首部位长度表示IP首部长度，占4位，最大数值位15；总长度表示IP数据报总长度，占16位，最大数值位65535；TTL表示IP数据报文在网络中的寿命，占8位；协议表明IP数据所携带的具体数据是什么协议的，如TCP、UDP。

4.2 IP协议的转发流程

4.3 IP地址的子网划分

A类（8网络号+24主机号）、B类（16网络号+16主机号）、C类（24网络号+8主机号）可以用于标识网络中的主机或路由器，D类地址作为组广播地址，E类是地址保留。

4.4 网络地址转换NAT技术

用于多个主机通过一个公有IP访问访问互联网的私有网络中，减缓了IP地址的消耗，但是增加了网络通信的复杂度。

NAT 工作原理：

从内网出去的IP数据报，将其IP地址替换为NAT服务器拥有的合法的公共IP地址，并将替换关系记录到NAT转换表中；

从公共互联网返回的IP数据报，依据其目的的IP地址检索NAT转换表，并利用检索到的内部私有IP地址替换目的IP地址，然后将IP数据报转发到内部网络。

4.5 ARP协议与RARP协议

地址解析协议 ARP（Address Resolution Protocol）：为网卡（网络适配器）的IP地址到对应的硬件地址提供动态映射。可以把网络层32位地址转化为数据链路层MAC48位地址。

ARP 是即插即用的，一个ARP表是自动建立的，不需要系统管理员来配置。

RARP(Reverse Address Resolution Protocol)协议指逆地址解析协议，可以把数据链路层MAC48位地址转化为网络层32位地址。

4.6 ICMP协议详解

网际控制报文协议（Internet Control Message Protocol），可以报告错误信息或者异常情况，ICMP报文封装在IP数据报当中。

ICMP协议的应用：

Ping应用：网络故障的排查；

Traceroute应用：可以探测IP数据报在网络中走过的路径。

4.7网络层的路由概述

关于路由算法的要求：正确的完整的、在计算上应该尽可能是简单的、可以适应网络中的变化、稳定的公平的。

自治系统AS： 指处于一个管理机构下的网络设备群，AS内部网络自治管理，对外提供一个或多个出入口，其中自治系统内部的路由协议为内部网关协议，如RIP、OSPF等；自治系统外部的路由协议为外部网关协议，如BGP。

静态路由： 人工配置，难度和复杂度高；

动态路由：

链路状态路由选择算法LS：向所有隔壁路由发送信息收敛快；全局式路由选择算法，每个路由器计算路由时，需构建整个网络拓扑图；利用Dijkstra算法求源端到目的端网络的最短路径；Dijkstra(迪杰斯特拉)算法

距离-向量路由选择算法DV：向所有隔壁路由发送信息收敛慢、会存在回路；基础是Bellman-Ford方程（简称B-F方程）；

4.8 内部网关路由协议之RIP协议

路由信息协议 RIP(Routing Information Protocol)【应用层】，基于距离-向量的路由选择算法，较小的AS（自治系统），适合小型网络；RIP报文，封装进UDP数据报。

RIP协议特性：

RIP在度量路径时采用的是跳数（每个路由器维护自身到其他每个路由器的距离记录）；

RIP的费用定义在源路由器和目的子网之间；

RIP被限制的网络直径不超过15跳；

和隔壁交换所有的信息，30主动一次（广播）。

4.9 内部网关路由协议之OSPF协议

开放最短路径优先协议 OSPF(Open Shortest Path First)【网络层】，基于链路状态的路由选择算法（即Dijkstra算法），较大规模的AS ，适合大型网络，直接封装在IP数据报传输。

OSPF协议优点：

安全；

支持多条相同费用路径；

支持区别化费用度量；

支持单播路由和多播路由；

分层路由。

RIP与OSPF的对比（路由算法决定其性质）：

4.10外部网关路由协议之BGP协议

BGP（Border Gateway Protocol）边际网关协议【应用层】：是运行在AS之间的一种协议,寻找一条好路由：首次交换全部信息，以后只交换变化的部分,BGP封装进TCP报文段.

五、传输层

第一个端到端，即主机到主机的层次。传输层负责将上层数据分段并提供端到端的、可靠的或不可靠的传输。此外，传输层还要处理端到端的差错控制和流量控制问题。

传输层的任务是根据通信子网的特性，最佳的利用网络资源，为两个端系统的会话层之间，提供建立、维护和取消传输连接的功能，负责端到端的可靠数据传输。在这一层，信息传送的协议数据单元称为段或报文。

网络层只是根据网络地址将源结点发出的数据包传送到目的结点，而传输层则负责将数据可靠地传送到相应的端口。

有关网络层的重点：

传输层负责将上层数据分段并提供端到端的、可靠的或不可靠的传输以及端到端的差错控制和流量控制问题；

包含的主要协议：TCP协议（Transmission Control Protocol，传输控制协议）、UDP协议（User Datagram Protocol，用户数据报协议）；

重要设备：网关。

5.1 UDP协议详解

UDP(User Datagram Protocol: 用户数据报协议)，是一个非常简单的协议。

UDP协议的特点：

UDP是无连接协议；

UDP不能保证可靠的交付数据；

UDP是面向报文传输的；

UDP没有拥塞控制；

UDP首部开销很小。

UDP数据报结构：

首部:8B，四字段/2B【源端口 | 目的端口 | UDP长度 | 校验和】 数据字段：应用数据

5.2 TCP协议详解

TCP(Transmission Control Protocol: 传输控制协议)，是计算机网络中非常复杂的一个协议。

TCP协议的功能：

对应用层报文进行分段和重组；

面向应用层实现复用与分解；

实现端到端的流量控制；

拥塞控制；

传输层寻址；

对收到的报文进行差错检测（首部和数据部分都检错）；

实现进程间的端到端可靠数据传输控制。

TCP协议的特点：

TCP是面向连接的协议；

TCP是面向字节流的协议；

TCP的一个连接有两端，即点对点通信；

TCP提供可靠的传输服务；

TCP协议提供全双工通信（每条TCP连接只能一对一）；

5.2.1 TCP报文段结构：

最大报文段长度：报文段中封装的应用层数据的最大长度。

TCP首部：

序号字段：TCP的序号是对每个应用层数据的每个字节进行编号

确认序号字段：期望从对方接收数据的字节序号，即该序号对应的字节尚未收到。用ack_seq标识；

TCP段的首部长度最短是20B ，最长为60字节。但是长度必须为4B的整数倍

TCP标记的作用：

5.3 可靠传输的基本原理

基本原理：

不可靠传输信道在数据传输中可能发生的情况：比特差错、乱序、重传、丢失

基于不可靠信道实现可靠数据传输采取的措施：

差错检测：利用编码实现数据包传输过程中的比特差错检测 确认：接收方向发送方反馈接收状态 重传：发送方重新发送接收方没有正确接收的数据 序号：确保数据按序提交 计时器：解决数据丢失问题；

停止等待协议：是最简单的可靠传输协议，但是该协议对信道的利用率不高。

连续ARQ(Automatic Repeat reQuest：自动重传请求)协议：滑动窗口+累计确认，大幅提高了信道的利用率。

5.3.1TCP协议的可靠传输

基于连续ARQ协议，在某些情况下，重传的效率并不高，会重复传输部分已经成功接收的字节。

5.3.2 TCP协议的流量控制

流量控制：让发送方发送速率不要太快，TCP协议使用滑动窗口实现流量控制。

5.4 TCP协议的拥塞控制

拥塞控制与流量控制的区别：流量控制考虑点对点的通信量的控制，而拥塞控制考虑整个网络，是全局性的考虑。拥塞控制的方法：慢启动算法+拥塞避免算法。

慢开始和拥塞避免：

【慢开始】拥塞窗口从1指数增长；

到达阈值时进入【拥塞避免】，变成+1增长；

【超时】，阈值变为当前cwnd的一半（不能<2）；

再从【慢开始】，拥塞窗口从1指数增长。

快重传和快恢复：

发送方连续收到3个冗余ACK，执行【快重传】，不必等计时器超时；

执行【快恢复】，阈值变为当前cwnd的一半（不能<2），并从此新的ssthresh点进入【拥塞避免】。

5.5 TCP连接的三次握手（重要）

TCP三次握手使用指令：

面试常客：为什么需要三次握手？

第一次握手：客户发送请求，此时服务器知道客户能发；

第二次握手：服务器发送确认，此时客户知道服务器能发能收；

第三次握手：客户发送确认，此时服务器知道客户能收。

建立连接（三次握手）：

第一次： 客户向服务器发送连接请求段，建立连接请求控制段（SYN=1），表示传输的报文段的第一个数据字节的序列号是x，此序列号代表整个报文段的序号（seq=x）；客户端进入 SYN_SEND （同步发送状态）；

第二次： 服务器发回确认报文段，同意建立新连接的确认段（SYN=1），确认序号字段有效（ACK=1），服务器告诉客户端报文段序号是y（seq=y），表示服务器已经收到客户端序号为x的报文段，准备接受客户端序列号为x+1的报文段（ack_seq=x+1）；服务器由LISTEN进入SYN_RCVD （同步收到状态）;

第三次： 客户对服务器的同一连接进行确认.确认序号字段有效(ACK=1),客户此次的报文段的序列号是x+1(seq=x+1),客户期望接受服务器序列号为y+1的报文段(ack_seq=y+1);当客户发送ack时，客户端进入ESTABLISHED 状态;当服务收到客户发送的ack后，也进入ESTABLISHED状态;第三次握手可携带数据;

5.6 TCP连接的四次挥手（重要）

释放连接（四次挥手）

第一次： 客户向服务器发送释放连接报文段，发送端数据发送完毕，请求释放连接（FIN=1），传输的第一个数据字节的序号是x（seq=x）；客户端状态由ESTABLISHED进入FIN_WAIT_1（终止等待1状态）；

第二次： 服务器向客户发送确认段，确认字号段有效（ACK=1），服务器传输的数据序号是y（seq=y），服务器期望接收客户数据序号为x+1（ack_seq=x+1）;服务器状态由ESTABLISHED进入CLOSE_WAIT（关闭等待）；客户端收到ACK段后，由FIN_WAIT_1进入FIN_WAIT_2；

第三次： 服务器向客户发送释放连接报文段，请求释放连接（FIN=1），确认字号段有效（ACK=1），表示服务器期望接收客户数据序号为x+1（ack_seq=x+1）;表示自己传输的第一个字节序号是y+1（seq=y+1）；服务器状态由CLOSE_WAIT 进入 LAST_ACK （最后确认状态）；

第四次： 客户向服务器发送确认段，确认字号段有效（ACK=1），表示客户传输的数据序号是x+1（seq=x+1），表示客户期望接收服务器数据序号为y+1+1（ack_seq=y+1+1）；客户端状态由FIN_WAIT_2进入TIME_WAIT，等待2MSL时间，进入CLOSED状态；服务器在收到最后一次ACK后，由LAST_ACK进入CLOSED；

为什么需要等待2MSL?

最后一个报文没有确认；

确保发送方的ACK可以到达接收方；

2MSL时间内没有收到，则接收方会重发；

确保当前连接的所有报文都已经过期。

六、应用层

为操作系统或网络应用程序提供访问网络服务的接口。应用层重点：

数据传输基本单位为报文；

包含的主要协议：FTP（文件传送协议）、Telnet（远程登录协议）、DNS（域名解析协议）、SMTP（邮件传送协议），POP3协议（邮局协议），HTTP协议（Hyper Text Transfer Protocol）。

6.1 DNS详解

DNS（Domain Name System:域名系统）【C/S，UDP，端口53】：解决IP地址复杂难以记忆的问题,存储并完成自己所管辖范围内主机的 域名 到 IP 地址的映射。

域名解析的顺序：

【1】浏览器缓存，

【2】找本机的hosts文件，

【3】路由缓存，

【4】找DNS服务器（本地域名、顶级域名、根域名）->迭代解析、递归查询。

IP—>DNS服务—>便于记忆的域名

域名由点、字母和数字组成，分为顶级域（com，cn，net，gov，org）、二级域（,taobao,qq,alibaba）、三级域（www）(12-2-0852)

6.2 DHCP协议详解

DHCP（Dynamic Configuration Protocol:动态主机设置协议）：是一个局域网协议，是应用UDP协议的应用层协议。作用：为临时接入局域网的用户自动分配IP地址。

6.3 HTTP协议详解

文件传输协议（FTP）：控制连接（端口21）：传输控制信息（连接、传输请求），以7位ASCII码的格式。整个会话期间一直打开。

HTTP（HyperText Transfer Protocol:超文本传输协议）【TCP，端口80】：是可靠的数据传输协议，浏览器向服务器发收报文前，先建立TCP连接，HTTP使用TCP连接方式（HTTP自身无连接）。

HTTP请求报文方式：

GET：请求指定的页面信息，并返回实体主体；

POST：向指定资源提交数据进行处理请求；

DELETE：请求服务器删除指定的页面；

HEAD：请求读取URL标识的信息的首部，只返回报文头；

OPETION：请求一些选项的信息；

PUT：在指明的URL下存储一个文档。

6.3.1 HTTP工作的结构

6.3.2 HTTPS协议详解

HTTPS(Secure)是安全的HTTP协议，端口号443。基于HTTP协议，通过SSL或TLS提供加密处理数据、验证对方身份以及数据完整性保护

原文地址：https://blog.csdn.net/Royalic/article/details/119985591