三更燈火五更雞，努力學(xué)習(xí)永不止。無(wú)懼困難與挑戰(zhàn)，砥礪前行向成功。

引言

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在這一學(xué)科中的重要性毋庸置疑，而黑皮書又是這一學(xué)科的教科書級(jí)經(jīng)典，因此本書是計(jì)算機(jī)從業(yè)者的必讀書之一。筆者用一個(gè)專欄來(lái)精煉這本書的知識(shí)，幫助想了解這方面知識(shí)的同學(xué)快速打下基礎(chǔ)。
在該專欄中，筆者不會(huì)嚴(yán)格按照章節(jié)的順序來(lái)講述，而是會(huì)直接列出知識(shí)點(diǎn)并進(jìn)行介紹，以幫助大家理解。
1.1-1.3節(jié)

正文

時(shí)延

時(shí)延大體上分為結(jié)點(diǎn)處理時(shí)延、排隊(duì)時(shí)延、傳輸時(shí)延、傳播時(shí)延。所有時(shí)延加起來(lái)稱為節(jié)點(diǎn)總時(shí)延。

1. 結(jié)點(diǎn)處理時(shí)延：每個(gè)路由器內(nèi)處理到達(dá)分組的各種信息造成的時(shí)延。
2. 排隊(duì)時(shí)延：分組在路由器內(nèi)排隊(duì)造成的時(shí)延。
3. 傳輸時(shí)延：路由器將一個(gè)分組的所有比特轉(zhuǎn)發(fā)進(jìn)傳輸鏈路造成的時(shí)延。
4. 傳播時(shí)延：分組在傳輸鏈路內(nèi)傳播的造成的時(shí)延。

在這幾種時(shí)延中，排隊(duì)時(shí)延需要重點(diǎn)介紹。

排隊(duì)時(shí)延

將比特到達(dá)路由器緩存的速率設(shè)為B，將比特推出路由器緩存的速率設(shè)為A，則B/A被稱為流量強(qiáng)度。
流量強(qiáng)度是個(gè)很關(guān)鍵的概念。下圖表示流量強(qiáng)度與排隊(duì)時(shí)延的關(guān)系，由于每個(gè)分組在隊(duì)伍中位置不一樣，因此排隊(duì)時(shí)延不同，這里取平均排隊(duì)時(shí)延。

我們分析一下這張圖：

1. 流量強(qiáng)度小于1時(shí)，隨著其增加，平均排隊(duì)時(shí)延顯著增長(zhǎng)，很好理解。
2. 流量強(qiáng)度大于1時(shí)，平均排隊(duì)時(shí)延為無(wú)限，因?yàn)榫彺嬷械姆纸M隊(duì)伍會(huì)越來(lái)越長(zhǎng)。因此無(wú)論什么時(shí)候，流量強(qiáng)度也不能大于1

吞吐量

從發(fā)送主機(jī)到接收主機(jī)傳輸時(shí)，接收主機(jī)在一瞬間內(nèi)接收到數(shù)據(jù)的速率就是瞬時(shí)吞吐量，傳輸一整個(gè)文件時(shí)瞬時(shí)吞吐量的平均值就是平均吞吐量。
文件的平均吞吐量取決于主機(jī)之間的瓶頸鏈路。舉個(gè)例子，制約一個(gè)工廠的流水線速度的一定是最慢的那個(gè)步驟。

協(xié)議層次，服務(wù)模型（重點(diǎn)）

在多層協(xié)議組成的服務(wù)模型中，發(fā)送主機(jī)中要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)由上層協(xié)議加上一些他們想加上的信息（稱為封裝），并選擇要傳遞的下層協(xié)議；在接收主機(jī)中，由下層協(xié)議首先接收數(shù)據(jù)，通過(guò)在接收主機(jī)中封裝上的信息選擇如何在本層協(xié)議中處理這份數(shù)據(jù)并選擇合適的上層協(xié)議。
以網(wǎng)絡(luò)使用者的角度來(lái)看，每一層協(xié)議能提供的服務(wù)不僅僅只是本層協(xié)議的特有服務(wù)，也包括下層協(xié)議提供的服務(wù)。
（在這里不理解也沒(méi)關(guān)系，有印象就好，在之后的講解中會(huì)逐漸加深各層協(xié)議之間如何通過(guò)信息傳遞而聯(lián)系起來(lái)的。）
整個(gè)服務(wù)模型所有協(xié)議的集合稱為協(xié)議棧。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧共有七層，但因特網(wǎng)只配備了五層，剩下的兩層需要應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)者按照需要自己編寫。下圖是兩種協(xié)議棧的圖片：

1. 應(yīng)用層：存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序及應(yīng)用層協(xié)議。應(yīng)用層的信息分組稱為報(bào)文。
2. 運(yùn)輸層：發(fā)送主機(jī)的運(yùn)輸層將應(yīng)用程序的報(bào)文匯總，封裝上自己的信息；接受主機(jī)的運(yùn)輸層則將接收到的數(shù)據(jù)按照封裝上的信息分給各個(gè)應(yīng)用程序。經(jīng)過(guò)封裝產(chǎn)生的運(yùn)輸層的信息分組稱為報(bào)文段。
3. 網(wǎng)絡(luò)層：網(wǎng)絡(luò)層在抽象層面上實(shí)現(xiàn)了主機(jī)到主機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳輸。經(jīng)過(guò)封裝產(chǎn)生的網(wǎng)絡(luò)層信息分組稱為數(shù)據(jù)報(bào)。
4. 鏈路層：鏈路層協(xié)助網(wǎng)絡(luò)層進(jìn)行信息傳輸。在主機(jī)/路由器之間傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，數(shù)據(jù)從網(wǎng)絡(luò)層下放到鏈路層，到下一個(gè)路由器時(shí)再上傳到網(wǎng)絡(luò)層，經(jīng)過(guò)處理后再下放到鏈路層，一直循環(huán)到目的主機(jī)。鏈路層封裝的信息分組稱為幀。
5. 物理層：這一層的協(xié)議負(fù)責(zé)真正從物理層面以比特為單位傳輸數(shù)據(jù)。

在完整的七層OSI模型中，附加了表示層和會(huì)話層，在本書中只是簡(jiǎn)要介紹這兩層。

1. 表示層：使通信的應(yīng)用程序能解釋交換數(shù)據(jù)的含義
2. 會(huì)話層：提供數(shù)據(jù)交換定界和同步功能。

封裝（重點(diǎn)）

這一概念筆者在之前經(jīng)常提到?？偟膩?lái)說(shuō)，封裝就是發(fā)送主機(jī)在協(xié)議棧中的每一層，協(xié)議都會(huì)為要運(yùn)輸?shù)臄?shù)據(jù)加上屬于自己的信息，這就稱作封裝。封裝上的數(shù)據(jù)稱為首部字段。

網(wǎng)絡(luò)安全（選看）

有很多方法能危害到網(wǎng)絡(luò)安全，本書只介紹常見(jiàn)的知識(shí)點(diǎn)：

惡意軟件的分類

惡意軟件分為病毒和蠕蟲(chóng)，它們之間的主要區(qū)別是：病毒需要認(rèn)為進(jìn)行明顯交互才能侵入計(jì)算機(jī)，而蠕蟲(chóng)不需要明顯交互，因此更難防御。

僵尸網(wǎng)絡(luò)

惡意程序感染主機(jī)后，會(huì)利用這些被感染的主機(jī)繼續(xù)攻擊其他主機(jī)，被感染的主機(jī)會(huì)形成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，這個(gè)網(wǎng)絡(luò)被稱為僵尸網(wǎng)絡(luò)。

拒絕服務(wù)攻擊（DOS）

拒絕服務(wù)攻擊（DOS）：通過(guò)給網(wǎng)絡(luò)程序發(fā)送惡意數(shù)據(jù)使其失去工作能力。DOS攻擊分為弱點(diǎn)攻擊，帶寬洪泛（重點(diǎn)），連接洪泛

弱點(diǎn)攻擊，連接洪泛

1. 弱點(diǎn)攻擊：通過(guò)攻擊主機(jī)或服務(wù)器代碼中的弱點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)只用少量數(shù)據(jù)就能夠癱瘓服務(wù)。
2. 連接洪泛：向攻擊主機(jī)發(fā)起很多很多不用的連接，使收攻擊主機(jī)無(wú)法接收合法連接而癱瘓服務(wù)

帶寬洪泛

帶寬洪泛需要向被攻擊主機(jī)一次性發(fā)送極大量的分組，單靠一個(gè)發(fā)送源無(wú)法發(fā)送如此大量分組，因此一般需要多個(gè)發(fā)送源，這就叫做分布式DOS（DDOS）攻擊。

分組嗅探

若在無(wú)線傳輸設(shè)備的附近放置一臺(tái)接受所有分組的接收機(jī)，就能得到該傳輸設(shè)備傳輸?shù)乃行畔ⅲ@就叫做分組嗅探。進(jìn)行分組嗅探的機(jī)器叫做分組嗅探機(jī)。
防御分組嗅探的方法就是讓傳輸?shù)姆纸M變得只能被自己人辨認(rèn)，也就是加密。

IP哄騙

通過(guò)制作一個(gè)擁有任意源地址，分組內(nèi)容或目的地址的分組，來(lái)讓接收主機(jī)或路由器誤認(rèn)為這是來(lái)自另外一個(gè)用戶（擁有被修改源地址的真正用戶），這種行為稱作IP哄騙。
我們需要利用端點(diǎn)鑒別機(jī)制來(lái)防御IP哄騙。（將在第8章學(xué)習(xí)端點(diǎn)鑒別）

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