计算机网络重点#

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第一章 计算机网络概述#

1.1 计算机网络的分类#

按交换方式分类#

• 电路交换
• 报文交换
• 分组交换
• 帧中继交换
• 信元交换

按拓扑结构分类#

类型	特点	示例
集中式网络	网络信息流必须经过中央处理机或网络交换节点	星形拓扑结构
分布式网络	任何一个节点都至少和其他两个节点直接相连	网状形拓扑结构（主干网常采用）
分散式网络	星形网和网状形网的混合网	-

按作用范围分类#

类型	英文缩写	作用范围	特点
广域网	WAN	几十至几千公里	又称为远程网
局域网	LAN	限制在一个单位或校园内（1km）	数据传输速率高（10 Mb/s以上）
城域网	MAN	介于WAN和LAN之间，局限在一个城市（5~50km）	-

按使用范围分类#

类型	特点
公用网	由国家电信部门建造和控制管理
专用网	某个单位或部门为本系统特定业务需要而建造，不对单位或部门以外人员开放

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1.2 三种交换技术及特点#

电路交换#

主要特点：

1. 在通话的全部时间内用户独占分配的传输线路或信道带宽（静态分配策略）
2. 通信双方建立的通路中任何一点出现故障就会中断通话，必须重新拨号建立连接
3. 计算机数据的产生往往是”突发式”的，通信线路资源在大部分时间是空闲的，造成极大浪费

统计表明：在计算机间的数据通信中，用来传送数据的时间往往不到10%甚至1%。由于各计算机和终端的传输数据速率各不相同，采用电路交换很难相互通信。

分组交换#

优点： 高效、灵活、可靠

缺点： 传输时延较电路交换要大，不适用于实时数据业务的传输

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1.3 网络协议的基本概念#

定义： 为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定即称为网络协议。

协议三要素：

要素	含义
语法	数据与控制信息的结构或格式
语义	需要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种应答
同步	事件实现顺序的详细说明

协议与服务的关系：

• 协议是水平的： 控制对等实体之间的通信规则
• 服务是垂直的： 由下层向上层通过层间接口提供
• 在协议的控制下，上层对下层进行调用，下层对上层进行服务，上下层间用交换原语交换信息

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1.4 体系结构的层次及各层的主要作用#

五层协议体系结构：

层次	主要功能
应用层	确定进程之间通信的性质以满足用户需要，提供应用进程所需的信息交换和远地操作，作为互相作用的应用进程的用户代理
运输层	负责主机中两个进程间的通信。使用TCP（面向连接，可靠交付）或UDP（无连接，best-effort delivery）
网络层	负责为分组选择合适的路由，使源主机运输层所传下来的分组能够交付到目的主机
数据链路层	将网络层交下来的数据报组装成帧（frame），在两个相邻结点间的链路上实现帧的无差错传输
物理层	透明地传输比特流，确定电压标准、连接电缆插头的引脚定义等

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1.5 网络的主要性能指标#

指标	含义	单位
速率	数据率或比特率，是计算机网络中最重要的性能指标	b/s, kb/s, Mb/s, Gb/s
带宽	数字信道所能传送的”最高数据率”	比特每秒（b/s）
吞吐量	单位时间内通过某个网络（或信道、接口）的数据量	-
时延	数据从发送端到接收端所需的时间	-
时延带宽积	传播时延与带宽的乘积	-
往返时间RTT	从发送端发送数据开始，到发送端收到来自接收端的确认所经历的时间	-
利用率	信道被利用的时间比例	-

时延计算公式：

$D = \frac{D_0}{1-U}$

其中 $D_0$ 为网络空闲时的时延，$D$ 为当前网络时延，$U$ 为利用率。

例题： 假定网络的利用率达到了90%，则当前网络时延是最小值的多少倍？

答：$D = \frac{D_0}{1-0.9} = 10D_0$，即当前时延是最小值的10倍。

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第二章 物理层#

2.1 物理层接口的基本特性#

特性	说明
机械特性	指明接口所用接线器的形状和尺寸、引线数目和排列、固定和锁定装置等
电气特性	指明在接口电缆的各条线上出现的电压的范围
功能特性	指明某条线上出现的某一电平的电压表示何意
规程特性	说明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序

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2.2 奈氏准则与波特和比特率的关系#

奈氏（Nyquist）准则：

$\text{理想低通信道的最高码元传输速率} = 2W \text{ Baud}$

其中 $W$ 是理想低通信道的带宽，单位为赫（Hz）。

码元传输速率与信息传输速率的关系：

条件	关系
1个码元携带1 bit信息量	比特/秒 = 波特（数值相等）
1个码元携带n bit信息量	M Baud的码元传输速率对应 M×n b/s的信息传输速率

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2.3 香农公式#

信道的极限信息传输速率：

$C = W \log_2(1 + \frac{S}{N}) \text{ b/s}$

其中：

• $W$：信道带宽（Hz）
• $S$：信道内所传信号的平均功率
• $N$：信道内部的高斯噪声功率

香农公式的重要结论：

1. 信道的带宽或信道中的信噪比越大，则信息的极限传输速率就越高
2. 只要信息传输速率低于信道的极限信息传输速率，就一定可以找到某种办法来实现无差错的传输
3. 若信道带宽 $W$ 或信噪比 $S/N$ 没有上限，则信道的极限信息传输速率 $C$ 也就没有上限
4. 实际信道上能够达到的信息传输速率要比香农的极限传输速率低不少

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2.4 常见的物理传输媒体#

传输媒体	特点	应用
双绞线	分屏蔽和无屏蔽两种；可传输模拟和数字信号；有效带宽达250kHz；距离一般为几到十几公里；价格便宜、安装方便	电话线、LAN
同轴电缆	分基带和宽带两种；高带宽（300~400Hz）、低误码率、性价比高	LAN
光导纤维	直径小、质量轻；传播频带宽、通信容量大；抗雷电和电磁干扰性能好；无串音干扰、保密性好、误码率低	电信系统主干线
无线电微波通信	频率高、频带范围宽、通信容量大；不受地理环境影响；建设投资少、见效快	地面微波接力通信、卫星通信

双绞线使用规则：

• 平行线： 用于异种设备
• 交叉线： 用于同类设备

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2.5 通信的三种基本方式#

方式	别名	特点
单向通信	单工通信	只能有一个方向的通信而没有反方向的交互
双向交替通信	半双工通信	通信双方都可以发送信息，但不能同时发送（也不能同时接收）
双向同时通信	全双工通信	通信双方可以同时发送和接收信息

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2.6 信道复用技术#

复用技术	英文缩写	原理	特点
频分复用	FDM	将信道的可用频带分成若干互不交叠的频段，每路信号占据其中一个频段	所有用户在同样时间占用不同带宽资源
时分复用	TDM	将传输时间划分为若干互不重叠的时隙，各路信号顺序占用各自的时隙	所有用户在不同时间占用同样频带宽度；可能造成线路资源浪费
统计时分复用	STDM	按需分配时隙，而非固定分配	提高线路利用率
波分复用	WDM	光的频分复用	用于光纤通信
码分复用	CDM/CDMA	每个站被指派唯一的m bit码片序列	所有站点在同一时间使用整个信道进行数据传送

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2.7 CDMA的基本原理#

码片序列特性：

• 每一个比特时间划分为m个短的间隔，称为码片（chip），通常m为64或128
• 每个站被指派唯一的m bit码片序列
• 发送比特1：发送自己的m bit码片序列
• 发送比特0：发送该码片序列的二进制反码

正交性要求：

• 不同站的码片序列必须各不相同
• 不同站的码片序列必须相互正交（规格化内积为0）
• 任何码片向量与自己的规格化内积为1
• 码片向量与其反码的规格化内积为-1

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2.8 常用宽带接入技术#

技术	说明
xDSL技术	利用现有电话线提供宽带接入
光纤同轴混合网（HFC网）	结合光纤和同轴电缆的接入方式
FTTx技术	光纤到户/到楼/到节点等

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第三章 数据链路层#

3.1 点对点协议PPP#

PPP协议的三个组成部分：

1. 一个将IP数据报封装到串行链路的方法（支持异步链路和面向比特的同步链路）
2. 链路控制协议LCP（Link Control Protocol）：用来建立、配置和测试数据链路连接
3. 网络控制协议NCP（Network Control Protocol）：可支持IP、OSI网络层、DECnet、AppleTalk等

PPP帧格式：

字段	长度	说明
F（标志）	1字节	0x7E
A（地址）	1字节	0xFF
C（控制）	1字节	0x03
协议	2字节	0x0021表示IP数据报；0xC021表示LCP数据；0x8021表示NCP数据
信息部分	不超过1500字节	数据
FCS	2字节	帧检验序列

透明传输实现（同步传输）：

采用零比特填充方法：

• 发送端：只要发现有5个连续1，立即填入一个0
• 接收端：对帧中的比特流进行扫描，每当发现5个连续1时，就把这5个连续1后的一个0删除

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3.2 差错控制（CRC应用）#

循环冗余检验CRC计算示例：

假设待传送数据 M = 1010001101（共10 bit），生成多项式 P = 110101

• n = 5
• 商 Q = 1101010110
• 余数 R = 01110

将余数R作为冗余码添加在数据M后面发送出去，即发送数据为：101000110101110

接收端处理：

• 对收到的每一帧进行CRC检验
• 若没有差错，就接受（accept）
• 否则，就丢弃

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3.3 以太网基本概念#

以太网拓扑类型：

• 星形网
• 总线网
• 环形网
• 树形网

协议标准：

• DIX Ethernet V2：世界上第一个局域网产品（以太网）的规约
• IEEE 802.3标准

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3.4 CSMA/CD协议#

工作原理（四步）：

1. 先听后发 - 发送前先监听信道
2. 边听边发 - 发送过程中持续检测碰撞
3. 冲突停止 - 检测到冲突立即停止发送
4. 等待重发 - 随机等待后重新发送

重要概念：

概念	说明
争用期	以太网的端到端往返时延 $2\tau$，也称为碰撞窗口
争用期长度	以太网取 51.2μs 为争用期的长度
最短帧长	64字节（10 Mb/s以太网在争用期内可发送512 bit）

冲突检测规则：

• 若前64字节没有发生冲突，则后续数据不会发生冲突
• 如果发生冲突，一定是在发送的前64字节之内
• 由于一检测到冲突就立即中止发送，已发送出去的数据一定小于64字节

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3.5 网桥与交换机#

网桥转发过程：

1. 从端口x收到无差错的帧，在转发表中查找目的站MAC地址
2. 如有，查找出到此MAC地址应当走的端口d，然后进行步骤3；否则转到步骤5
3. 如端口d = x，则丢弃此帧（不需要经过网桥转发）；否则从端口d转发此帧
4. 转到步骤6
5. 向网桥除x以外的所有端口转发此帧（保证找到目的站）
6. 如源站不在转发表中，则将源站MAC地址加入到转发表，登记该帧进入网桥的端口号，设置计时器；如源站在转发表中，则执行步骤7
7. 更新计时器
8. 等待新的数据帧，转到步骤1

以太网交换机特点：

• 多接口网桥
• 每个接口都直接与主机相连
• 一般都工作在全双工方式
• 能同时连通许多对接口，使每一对相互通信的主机都能像独占通信媒体那样进行无碰撞地传输数据
• 使用专用的交换结构芯片，交换速率较高

集线器与网桥的区别：

设备	特点
集线器	转发帧时不对传输媒体进行检测
网桥	转发帧之前必须执行CSMA/CD算法；若出现碰撞必须停止发送和进行退避

注意：由于网桥没有网卡，因此网桥并不改变它转发的帧的源地址和目的地址。

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3.6 集线器与交换机对网络的影响#

用集线器扩展局域网#

优点：

• 使原来属于不同碰撞域的局域网上的计算机能够进行跨碰撞域的通信
• 扩大了局域网覆盖的地理范围

缺点：

• 碰撞域增大了，但总的吞吐量并未提高
• 如果不同的碰撞域使用不同的数据率，那么就不能用集线器将它们互连起来

用网桥扩展局域网#

优点：

• 过滤通信量
• 扩大了物理范围
• 提高了可靠性
• 可互连不同物理层、不同MAC子层和不同速率的局域网

缺点：

• 存储转发增加了时延
• 在MAC子层并没有流量控制功能
• 具有不同MAC子层的网段桥接在一起时时延更大
• 网桥只适合于用户数不太多（不超过几百个）和通信量不太大的局域网，否则可能产生广播风暴

带宽对比：

连接方式	带宽分配
10个站连接到10Mb/s集线器	每个站带宽为1Mb/s
10个站连接到10Mb/s交换机	每个站带宽为10Mb/s

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3.7 VLAN的基本概念#

虚拟局域网（VLAN）定义：

由一些局域网网段构成的与物理位置无关的逻辑组，这些网段具有某些共同的需求。

VLAN特点：

• 每一个VLAN的帧都有一个明确的标识符，指明发送这个帧的工作站属于哪一个VLAN
• 虚拟局域网是局域网给用户提供的一种服务，而并不是一种新型局域网

VLAN的作用：

• 交换机可以将一个广播域划分为几个广播域
• 限制接收广播信息的工作站数
• 避免网络因传播过多的广播信息（即”广播风暴”）而引起性能恶化

VLAN标记：

虚拟局域网协议允许在以太网的帧格式中插入一个4字节的标识符，称为VLAN标记（tag），用来指明发送该帧的工作站属于哪一个虚拟局域网。

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第四章 网络层#

4.1 网络层提供的两种服务#

对比方面	虚电路服务	数据报服务
思路	可靠通信应当由网络来保证	可靠通信应当由用户主机来保证
连接的建立	必须有	不需要
终点地址	仅在连接建立阶段使用，每个分组使用短的虚电路号	每个分组都有终点的完整地址
分组的转发	属于同一条虚电路的分组均按照同一路由进行转发	每个分组独立选择路由进行转发
当结点出故障时	所有通过出故障的结点的虚电路均不能工作	出故障的结点可能会丢失分组，一些路由可能会发生变化
分组的顺序	总是按发送顺序到达终点	到达终点时不一定按发送顺序
端到端的差错处理和流量控制	可以由网络负责，也可以由用户主机负责	由用户主机负责

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4.2 IP地址分类与ARP#

IP地址分类：

类别	网络号位数	主机号位数	前缀
A类	8位	24位	0
B类	16位	16位	10
C类	24位	8位	110
D类	-	-	1110（多播地址）
E类	-	-	1111（保留为今后使用）

地址解析：

• ARP（地址解析协议）： IP地址 → 物理地址（MAC地址）
• RARP（逆地址解析协议）： 物理地址 → IP地址

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4.3 子网划分#

需要掌握：

• 子网数的计算
• 主机数的计算
• 子网号的确定
• 子网掩码的计算

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4.4 CIDR（无分类域间路由选择）#

基本概念：

• CIDR（Classless Inter-Domain Routing）消除了传统的A类、B类和C类地址以及划分子网的概念
• 使用各种长度的”网络前缀”（network-prefix）来代替分类地址中的网络号和子网号

斜线记法（CIDR记法）：

在IP地址后面加上一个斜线”/“，然后写上网络前缀所占的位数（对应于三级编址中子网掩码中1的个数）。

路由聚合（超网）：

• 一个CIDR地址块可以表示很多地址
• 路由聚合使得路由表中的一个项目可以表示很多个（例如上千个）原来传统分类地址的路由
• 路由聚合也称为构成超网（supernetting）

重要规则：

• 网络前缀越短，其地址块所包含的地址数就越多
• 在三级结构的IP地址中，划分子网是使网络前缀变长

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4.5 ICMP协议#

基本概念：

• ICMP报文作为IP层数据报的数据，加上数据报的首部，组成IP数据报发送出去
• ICMP报文分为两种：ICMP差错报告报文和ICMP询问报文

ICMP差错报告报文（5种）：

1. 终点不可达
2. 源点抑制（Source quench）
3. 时间超过
4. 参数问题
5. 改变路由（重定向）（Redirect）

ICMP询问报文（2种）：

1. 回送请求和回答报文（PING命令使用的报文）
2. 时间戳请求和回答报文

ICMP应用举例：

应用	说明
PING	测试两个主机之间的连通性；使用ICMP回送请求与回送回答报文；是应用层直接使用网络层ICMP的例子，没有通过运输层的TCP或UDP
tracert	跟踪数据包到达目的地所经过的路径

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4.6 IGMP协议#

网际组管理协议IGMP（Internet Group Management Protocol）：

• 使路由器知道多播组成员的信息
• 连接在局域网上的多播路由器必须和因特网上的其他多播路由器协同工作，以便把多播数据报用最小代价传送给所有的组成员

IGMP的两个阶段：

第一阶段：加入

• 当某个主机加入新的多播组时，该主机应向多播组的多播地址发送IGMP报文，声明自己要成为该组的成员
• 本地的多播路由器收到IGMP报文后，将组成员关系转发给因特网上的其他多播路由器

第二阶段：周期性探询

• 本地多播路由器要周期性地探询本地局域网上的主机，以便知道这些主机是否还继续是组的成员
• 只要对某个组有一个主机响应，那么多播路由器就认为这个组是活跃的
• 一个组在经过几次的探询后仍然没有一个主机响应，则不再将该组的成员关系转发给其他的多播路由器

在主机和多播路由器之间的所有通信都是使用IP多播。

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4.7 路由算法#

自治系统与路由协议：

协议类型	说明	示例
内部网关协议（IGP）	自治系统内部使用的路由协议	RIP、OSPF
外部网关协议（EGP）	自治系统之间使用的路由协议	BGP-4

RIP距离向量算法：

收到相邻路由器（其地址为X）的一个RIP报文：

1. 修改报文： 把”下一跳”字段中的地址都改为X，并把所有的”距离”字段的值加1

2. 对修改后的RIP报文中的每一个项目：

   • 若项目中的目的网络不在路由表中，则把该项目加到路由表中
   • 否则：若下一跳字段给出的路由器地址是同样的，则把收到的项目替换原路由表中的项目
   • 否则：若收到项目中的距离小于路由表中的距离，则进行更新；否则，什么也不做

3. 超时处理： 若3分钟还没有收到相邻路由器的更新路由表，则把此相邻路由器记为不可达路由器，即将距离置为16（距离为16表示不可达）

4. 返回

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4.8 VPN和NAT#

IP地址分类：

类型	说明
本地地址	仅在机构内部使用的IP地址，可以由本机构自行分配，而不需要向因特网的管理机构申请
全球地址	全球唯一的IP地址，必须向因特网的管理机构申请

RFC 1918指明的专用地址：

地址范围	说明
10.0.0.0 ~ 10.255.255.255	A类专用地址
172.16.0.0 ~ 172.31.255.255	B类专用地址
192.168.0.0 ~ 192.168.255.255	C类专用地址

专用地址特点：

• 只能用于一个机构的内部通信，而不能用于和因特网上的主机通信
• 只能用作本地地址而不能用作全球地址
• 在因特网中的所有路由器对目的地址是专用地址的数据报一律不进行转发

VPN（虚拟专用网）：

使用隧道技术实现虚拟专用网，通过加密的内部数据报在公共网络上建立安全的通信隧道。

NAT（网络地址转换）：

• 需要在专用网连接到因特网的路由器上安装NAT软件
• 装有NAT软件的路由器叫做NAT路由器，它至少有一个有效的外部全球地址 $IP_G$
• 所有使用本地地址的主机在和外界通信时都要在NAT路由器上将其本地地址转换成 $IP_G$ 才能和因特网连接

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第五章 传输层#

5.1 传输层的两个主要协议#

UDP和TCP的特点对比：

特点	TCP	UDP
连接方式	提供面向连接的服务	传送数据之前不需要先建立连接
确认机制	需要确认	对方收到UDP报文后不需要给出任何确认
广播/多播	不提供广播或多播服务	支持广播或多播
首部开销	首部增大很多，还要占用许多处理机资源	首部开销小
适用场景	需要可靠传输的场合	某些情况下是最有效的工作方式
协议数据单元	TCP报文段（segment）	UDP报文或用户数据报

逻辑通信信道：

• 采用面向连接的TCP协议：相当于一条全双工的可靠信道
• 采用无连接的UDP协议：是一条不可靠信道

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5.2 端口与套接字#

端口号分类：

类型	范围	说明
熟知端口	0~1023	分配给一些常用的应用层服务
登记端口号	1024~49151	为没有熟知端口的应用程序使用
客户端口号（短暂端口号）	49152~65535	留给客户进程选择暂时使用

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5.3 流量控制#

定义：

流量控制（flow control）就是让发送方的发送速率不要太快，既要让接收方来得及接收，也不要使网络发生拥塞。

实现方式：

利用滑动窗口机制可以很方便地在TCP连接上实现流量控制。

核心思想： 流量控制由接收方控制发送方。

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5.4 TCP的流量控制与确认机制#

流量控制示例：

A向B发送数据，在连接建立时，B告诉A：“我的接收窗口rwnd=400（字节）”

步骤	发送内容	说明
1	seq=1, DATA	A发送序号1至100，还能发送300字节
2	seq=101, DATA	A发送序号101至200，还能发送200字节
3	seq=201, DATA	-
4	ACK=1, ack=201, rwnd=300	允许A发送序号201至500共300字节
5	seq=301, DATA	A发送序号301至400，还能再发送100字节新数据
6	seq=401, DATA	A发送序号401至500，不能再发送新数据了
7	seq=201, DATA	A超时重传旧的数据，但不能发送新的数据
8	ACK=1, ack=501, rwnd=100	允许A发送序号501至600共100字节
9	seq=501, DATA	A发送序号501至600，不能再发送了
10	ACK=1, ack=601, rwnd=0	不允许A再发送（到序号600为止的数据都收到了）

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5.5 TCP的拥塞控制#

拥塞控制方法：

1. 慢开始（slow-start）
2. 拥塞避免（congestion avoidance）
3. 快重传（fast retransmit）
4. 快恢复（fast recovery）

慢开始和拥塞避免算法：

• 慢开始阶段： 拥塞窗口cwnd按指数规律增长
• 拥塞避免阶段： 拥塞窗口cwnd按线性规律增长（“加法增大”）
• 发生拥塞时： 执行”乘法减小”算法，把慢开始门限ssthresh减半

快重传算法：

• 首先要求接收方每收到一个失序的报文段后就立即发出重复确认
• 发送方只要一连收到三个重复确认就应当立即重传对方尚未收到的报文段
• 快重传并非取消重传计时器，而是在某些情况下可更早地重传丢失的报文段

快恢复算法：

当发送端收到连续三个重复的确认时：

1. 执行”乘法减小”算法，把慢开始门限ssthresh减半
2. 不执行慢开始算法
3. 将拥塞窗口cwnd设置为慢开始门限ssthresh减半后的数值
4. 开始执行拥塞避免算法（“加法增大”），使拥塞窗口缓慢地线性增大

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5.6 TCP的三次握手#

建立TCP连接的三次握手过程：

步骤	发送方	接收方	报文	状态变化
1	客户端A	服务器端B	SYN=1, seq=x	A: CLOSED → SYN-SENT
2	服务器端B	客户端A	SYN=1, ACK=1, seq=y, ack=x+1	B: LISTEN → SYN-RCVD
3	客户端A	服务器端B	ACK=1, seq=x+1, ack=y+1	A: SYN-SENT → ESTABLISHED; B: SYN-RCVD → ESTABLISHED

三次握手完成后，双方进入ESTABLISHED状态，可以开始数据传送。

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第六章 应用层#

6.1 DNS域名系统#

定义：

域名系统DNS（Domain Name System）是因特网使用的命名系统，用来把便于人们使用的域名（机器名字）转换为IP地址。

DNS解析过程：

本地域名服务器采用迭代查询方式：

1. 本地域名服务器向根域名服务器查询
2. 根域名服务器返回顶级域名服务器的地址
3. 本地域名服务器向顶级域名服务器查询
4. 顶级域名服务器返回权限域名服务器的地址
5. 本地域名服务器向权限域名服务器查询
6. 权限域名服务器返回最终的IP地址

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6.2 FTP文件传输协议#

定义：

文件传送协议FTP（File Transfer Protocol）是因特网上使用得最广泛的文件传送协议。

特点：

• 提供交互式的访问
• 允许客户指明文件的类型与格式
• 允许文件具有存取权限

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6.3 万维网#

定义：

万维网WWW（World Wide Web）并非某种特殊的计算机网络，而是一个大规模的、联机式的信息储藏所。

特点：

• 用链接的方法能非常方便地从因特网上的一个站点访问另一个站点
• 从而主动地按需获取丰富的信息
• 这种访问方式称为”链接”

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6.4 电子邮件#

基本概念：

• 电子邮件（e-mail）是因特网上使用得最多的和最受用户欢迎的一种应用
• 把邮件发送到收件人使用的邮件服务器，并放在其中的收件人邮箱中
• 收件人可随时上网到自己使用的邮件服务器进行读取

优点：

• 使用方便
• 传递迅速
• 费用低廉
• 可传送文字信息，还可附上声音和图像

电子邮件协议：

协议	用途	说明
SMTP	发送邮件	Simple Mail Transfer Protocol
POP3	读取邮件	Post Office Protocol version 3
IMAP	读取邮件	Internet Message Access Protocol

两种电子邮件使用方式：

方式	发送协议	接收协议
本地客户端	SMTP	POP3/IMAP
基于万维网	HTTP	HTTP

基于万维网的电子邮件特点：

• 使用HTTP协议进行邮件的发送和接收
• 例如：网易邮件服务器（mail.163.com）、新浪邮件服务器（mail.sina.com.cn）
• 用户通过浏览器访问Web邮箱界面，无需安装专门的邮件客户端

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附录：重要公式汇总#

物理层公式#

公式	名称	说明
$C_{max} = 2W$ Baud	奈氏准则	理想低通信道的最高码元传输速率
$C = W \log_2(1+\frac{S}{N})$ b/s	香农公式	信道的极限信息传输速率
$D = \frac{D_0}{1-U}$	时延公式	网络时延与利用率的关系

数据链路层公式#

公式	说明
最短帧长 = 64字节	以太网规定
争用期 = 51.2μs	10 Mb/s以太网

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附录：常见缩写对照表#

缩写	全称	中文
LAN	Local Area Network	局域网
WAN	Wide Area Network	广域网
MAN	Metropolitan Area Network	城域网
OSI	Open Systems Interconnection	开放系统互连
TCP	Transmission Control Protocol	传输控制协议
UDP	User Datagram Protocol	用户数据报协议
IP	Internet Protocol	网际协议
ARP	Address Resolution Protocol	地址解析协议
RARP	Reverse Address Resolution Protocol	逆地址解析协议
ICMP	Internet Control Message Protocol	网际控制报文协议
IGMP	Internet Group Management Protocol	网际组管理协议
CSMA/CD	Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection	载波监听多点接入/碰撞检测
PPP	Point-to-Point Protocol	点对点协议
CRC	Cyclic Redundancy Check	循环冗余检验
VLAN	Virtual Local Area Network	虚拟局域网
NAT	Network Address Translation	网络地址转换
VPN	Virtual Private Network	虚拟专用网
DNS	Domain Name System	域名系统
FTP	File Transfer Protocol	文件传输协议
HTTP	Hypertext Transfer Protocol	超文本传输协议
SMTP	Simple Mail Transfer Protocol	简单邮件传送协议
POP3	Post Office Protocol version 3	邮局协议版本3
IMAP	Internet Message Access Protocol	网际报文存取协议
CIDR	Classless Inter-Domain Routing	无分类域间路由选择
RIP	Routing Information Protocol	路由信息协议
OSPF	Open Shortest Path First	开放最短路径优先
BGP	Border Gateway Protocol	边界网关协议