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1 计算机网络概述 ISP

互联网服务提供者 ISP (Internet Service Provider)，任何机构和个人只要向某个 ISP 交纳规定的费用，就可从该 ISP 获取所需 IP 地址的使用权，并可通过该 ISP 接入到互联网。在国内常见的 ISP 有中国电信、中国移动、中国联通、中国铁通、中国长城互联网等。

WWW

互联网的迅猛发展始于 20 世纪 90 年代。由欧洲原子核研究组织 CERN 开发的万维网 WWW (World Wide Web) 被广泛使用在互联网上，大大方便了广大非网络专业人员对网络的使用，成为互联网的这种指数级增长的主要驱动力。

C/S

客户-服务器方式（C/S方式）即 Client/Server 方式，简称为 C/S 方式，是端系统之间的通信方式。客户 (client) 和服务器 (server) 都是指通信中所涉及的两个应用进程，客户-服务器方式所描述的是进程之间服务和被服务的关系，其中客户是服务的请求方，服务器是服务的提供方。

P2P

对等方式（P2P方式）即 Peer-to-Peer 方式 ，简称为 P2P 方式，是端系统之间的通信方式，指两个主机在通信时并不区分哪一个是服务请求方还是服务提供方，只要两个主机都运行了对等连接软件 ( P2P 软件) ，它们就可以进行平等的、对等连接通信。

WAN

广域网 WAN (Wide Area Network)：作用范围通常为几十到几千公里。

MAN

城域网 MAN (Metropolitan Area Network)：作用距离约为 5~50 公里。

LAN

局域网 LAN (Local Area Network) ：局限在较小的范围（如 1 公里左右）。

PAN

个人区域网 PAN (Personal Area Network) ：范围很小，大约在 10 米左右。

RTT

往返时间 RTT (round-trip time) 表示从发送方发送数据开始，到发送方收到来自接收方的确认，总共经历的时间。

OSI/RM

在计算机网络发展初期，不同的公司推出了不同的网络体系结构，由于网络体系结构的不同，不同公司的设备很难互相连通，为了使不同体系结构的计算机网络都能互连，国际标准化组织 ISO 于 1977 年成立了专门机构研究该问题。他们提出了一个试图使各种计算机在世界范围内互连成网的标准框架，即著名的开放系统互连基本参考模型 OSI/RM (Open Systems Interconnection Reference Model)，简称为 OSI，只要遵循 OSI 标准，一个系统就可以和位于世界上任何地方的、也遵循这同一标准的其他任何系统进行通信，不过 OSI 参考模型由于某些原因最后以失败告终，TCP/IP 参考模型最后在市场上取得了成功。

PDU

PDU (Protocol Data Unit)：协议数据单元。OSI 参考模型把对等层次之间传送的数据单位称为该层的协议数据单元 PDU。

2 物理层 STP

屏蔽双绞线 STP (Shielded Twisted Pair)。

UTP

无屏蔽双绞线 UTP (Unshielded Twisted Pair) 。

FDM

频分复用 FDM (Frequency Division Multiplexing) ，将整个带宽分为多份，用户在分配到一定的频带后，在通信过程中自始至终都占用这个频带，频分复用的所有用户在同样的时间占用不同的带宽资源（请注意，这里的“带宽”是频率带宽而不是数据的发送速率）。

TDM

时分复用TDM (Time Division Multiplexing) ，时分复用则是将时间划分为一段段等长的时分复用帧（TDM帧），每一个时分复用的用户在每一个 TDM 帧中占用固定序号的时隙。每一个用户所占用的时隙是周期性地出现（其周期就是TDM帧的长度）的。

STDM

统计时分复用 STDM (Statistic TDM)，使用时分复用系统传送计算机数据时，由于计算机数据的突发性质，用户对分配到的子信道的利用率一般是不高的，所以出现了统计时分复用技术，STDM 帧不是固定分配时隙，而是按需动态地分配时隙，因此统计时分复用可以提高线路的利用率。

WDM

波分复用 WDM(Wavelength Division Multiplexing) ，波分复用就是光的频分复用。使用一根光纤来同时传输多个光载波信号。

CDM

码分复用 CDM (Code Division Multiplexing)，常用的名词是码分多址 CDMA (Code Division Multiple Access)，各用户使用经过特殊挑选的不同码型，因此彼此不会造成干扰，这种系统发送的信号有很强的抗干扰能力，其频谱类似于白噪声，不易被敌人发现。

CDMA 将每一个比特时间划分为 m 个短的间隔，称为码片 (chip)，每个站被指派一个唯一的 m bit 码片序列（每个站分配的码片序列不仅必须各不相同，并且还必须互相正交），如发送比特 1，则发送自己的 m bit 码片序列，如发送比特 0，则发送该码片序列的二进制反码。

ADSL

非对称数字用户线 ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) 技术就是用数字技术对现有的模拟电话用户线进行改造，使它能够承载宽带业务。标准模拟电话信号的频带被限制在 300~3400 Hz 的范围内，但用户线本身实际可通过的信号频率仍然超过 1 MHz，ADSL 技术就把 0~4 kHz 低端频谱留给传统电话使用，而把原来没有被利用的高端频谱留给用户上网使用。

非对称的意思是 ADSL 的上行速度和下行速度不一致，造成这样的主要原因是我国目前采用的方案是离散多音调 DMT (Discrete Multi-Tone)调制技术（这里的“多音调”就是“多载波”或“多子信道”的意思），DMT 调制技术采用频分复用的方法，把 40 kHz 以上一直到 1.1 MHz 的高端频谱划分为许多子信道，其中 25 个子信道用于上行信道，而 249 个子信道用于下行信道，所以造成了速度不对称。

HFC

光纤同轴混合网 HFC (Hybrid Fiber Coax) 网是在目前覆盖面很广的有线电视网 CATV 的基础上开发的一种居民宽带接入网。HFC 网除可传送 CATV 外，还提供电话、数据和其他宽带交互型业务。

FTTx

光纤到x，FTTx (Fiber To The x) ，其中x是光纤到达的目的地，一般有光纤到户 FTTH (Fiber To The Home)、光纤到大楼 FTTB (Fiber To The Building)和光纤到路边 FTTC (Fiber To The Curb)，是一种实现宽带居民接入网的方案，代表多种宽带光纤接入方式。

3 数据链路层 CRC

在数据链路层传送的帧中，广泛使用了循环冗余检验 CRC (Cyclic Redundancy Check) 的检错技术。

FCS

在数据后面添加上的冗余码称为帧检验序列 FCS (Frame Check Sequence)。需要注意的是循环冗余检验 CRC 和帧检验序列 FCS 并不等同，CRC 是一种常用的检错方法，而 FCS 是添加在数据后面的冗余码，FCS 可以用 CRC 这种方法得出，但 CRC 并非用来获得 FCS 的唯一方法。

PPP

对于点对点的链路，目前使用得最广泛的数据链路层协议是点对点协议 PPP (Point-to-Point Protocol)。

CSMA/CD

最初的以太网是将许多计算机都连接到一根总线上。易于实现广播通信。当初认为这样的连接方法既简单又可靠，因为总线上没有有源器件。 为了实现一对一通信，将接收站的硬件地址写入帧首部中的目的地址字段中。仅当数据帧中的目的地址与适配器的硬件地址一致时，才能接收这个数据帧。总线也有缺点。若多台计算机或多个站点同时发送时，会产生发送碰撞或冲突，导致发送失败。

为了解决同时发送产生的碰撞问题，引入了 CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) 载波监听多点接入/碰撞检测协议。“多点接入”表示许多计算机以多点接入的方式连接在一根总线上，“载波监听”是指每一个站在发送数据之前先要检测一下总线上是否有其他计算机在发送数据，如果有，则暂时不要发送数据，以免发生碰撞，“碰撞检测”就是计算机边发送数据边检测信道上的信号电压大小。当几个站同时在总线上发送数据时，总线上的信号电压摆动值将会增大（互相叠加）。

关于 CSMA/CD 协议的具体内容可以参考我的这篇文章 计算机网络-CSMA/CD协议 。

STP

为了解决交换机的回路问题，IEEE 802.1D 标准制定了一个生成树协议 STP (Spanning Tree Protocol)，它不改变网络的实际拓扑，但在逻辑上则切断某些链路，使得从一台主机到所有其他主机的路径是无环路的树状结构，从而消除了兜圈子现象。

VLAN

虚拟局域网 VLAN (Virtual LAN) 是由一些局域网网段构成的与物理位置无关的逻辑组，而这些网段具有某些共同的需求。每一个 VLAN 的帧都有一个明确的标识符，指明发送这个帧的计算机是属于哪一个 VLAN。

PPPoE

PPPoE (PPP over Ethernet) 的意思是“在以太网上运行 PPP”，它把 PPP 协议与以太网协议结合起来，将 PPP 帧再封装到以太网中来传输，现在的光纤宽带接入 FTTx 都要使用 PPPoE 的方式进行接入。在 PPPoE 弹出的窗口中键入在网络运营商购买的用户名和密码，就可以进行宽带上网了，利用 ADSL 进行宽带上网时，从用户个人电脑到家中的 ADSL 调制解调器之间，也是使用 RJ-45 和 5 类线（即以太网使用的网线）进行连接的，并且也是使用 PPPoE 弹出的窗口进行拨号连接的。

4 网络层 IP

IP (Internet Protocol) 是网际互连协议的缩写，IP 协议是 TCP/IP 协议的核心，所有的 TCP，UDP，IMCP，IGMP 的数据都以 IP 数据格式传输。设计IP的目的是提高网络的可扩展性：一是解决互联网问题，实现大规模、异构网络的互联互通；二是分割顶层网络应用和底层网络技术之间的耦合关系，以利于两者的独立发展。根据端到端的设计原则，IP只为主机提供一种无连接、不可靠的、尽力而为的数据报传输服务，也就是说，IP 协议没有提供一种数据未传达以后的处理机制，这被认为是上层协议：TCP 或 UDP要做的事情。

ICANN

IP 地址现在由互联网名字和数字分配机构ICANN (Internet Corporation for Assigned Names and Numbers)进行分配。

ARP

地址解析协议，即ARP（Address Resolution Protocol），是根据IP地址获取物理地址的一个TCP/IP协议。主机发送信息时将包含目标IP地址的ARP请求广播到局域网络上的所有主机，并接收返回消息，以此确定目标的物理地址；收到返回消息后将该IP地址和物理地址存入本机ARP缓存中并保留一定时间，下次请求时直接查询ARP缓存以节约资源。

MTU

最大传输单元 MTU（Maximum Transmission Unit）用来通知对方所能接受数据服务单元的最大尺寸，说明发送方能够接受的有效载荷大小。

TTL

生存时间TTL (Time To Live)，指示数据报在网络中可通过的路由器数的最大值。

CIDR

无分类域间路由选择 CIDR (Classless Inter-Domain Routing)。划分子网在一定程度上缓解了互联网在发展中遇到的困难。然而在 1992 年互联网仍然面临三个必须尽早解决的问题：

B 类地址在 1992 年已分配了近一半，眼看就要在 1994 年 3 月全部分配完毕；互联网主干网上的路由表中的项目数急剧增长（从几千个增长到几万个）；整个 IPv4 的地址空间最终将全部耗尽。

1987 年，RFC 1009 就指明了在一个划分子网的网络中可同时使用几个不同的子网掩码，使用变长子网掩码 VLSM (Variable Length Subnet Mask)可进一步提高 IP 地址资源的利用率，在 VLSM 的基础上又进一步研究出无分类编址方法，它的正式名字是无分类域间路由选择 CIDR (Classless Inter-Domain Routing)。CIDR 最主要的特点：

CIDR 消除了传统的 A 类、B 类和 C 类地址以及划分子网的概念，因而可以更加有效地分配 IPv4 的地址空间；CIDR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；IP 地址从三级编址（使用子网掩码）又回到了两级编址。

于是 IP 地址的格式就变成了 IP地址 ::= {, }。为了指明网络前缀的长度，CIDR 使用“斜线记法”(slash notation)，它又称为 CIDR 记法，即在 IP 地址面加上一个斜线“/”，然后写上网络前缀所占的位数（这个数值对应于三级编址中子网掩码中 1 的个数）。例如： 220.78.168.0/24。

ICMP

为了更有效地转发 IP 数据报和提高交付成功的机会，在网际层使用了网际控制报文协议 ICMP (Internet Control Message Protocol)，用来给主机或路由器报告差错和异常情况。

PING

因特网包探索器 PING (Packet InterNet Groper) ，用于测试网络连接量的程序 。Ping是工作在 TCP/IP 网络体系结构中应用层的一个服务命令， 主要是向特定的目的主机发送 ICMP（Internet Control Message Protocol 因特网报文控制协议）Echo 请求报文，测试目的站是否可达及了解其有关状态。

AS

自治系统 AS (Autonomous System)，其定义是在单一的技术管理下的一组路由器，而这些路由器使用一种 AS 内部的路由选择协议和共同的度量以确定分组在该 AS 内的路由，同时还使用一种 AS 之间的路由选择协议用以确定分组在 AS之间的路由。现在对自治系统 AS 的定义是强调下面的事实：尽管一个 AS 使用了多种内部路由选择协议和度量，但重要的是一个 AS 对其他 AS 表现出的是一个单一的和一致的路由选择策略。

IGP

内部网关协议 IGP (Interior Gateway Protocol) ，在一个自治系统内部使用的路由选择协议，目前这类路由选择协议使用得最多，如 RIP 和 OSPF 协议。

EGP

外部网关协议 EGP (External Gateway Protocol)，若源站和目的站处在不同的自治系统中，当数据报传到一个自治系统的边界时，就需要使用一种协议将路由选择信息传递到另一个自治系统中。这样的协议就是外部网关协议 EGP，在外部网关协议中目前使用最多的是 BGP-4。

RIP

路由信息协议 RIP (Routing Information Protocol) 是内部网关协议 IGP 中最先得到广泛使用的协议。RIP 是一种分布式的、基于距离向量的路由选择协议 ，RIP 协议要求网络中的每一个路由器都要维护从它自己到其他每一个目的网络的距离记录，使用UDP，按固定的时间间隔与相邻路由器交换整个路由表。

关于 RIP 协议的具体内容可以参考我的这篇文章 计算机网络-RIP协议 。

OSPF

开放最短路径优先 OSPF (Open Shortest Path First)是为克服 RIP 的缺点在 1989 年开发出来的。RIP 的缺点如下：

RIP 限制了网络的规模，它能使用的最大距离为 15（16 表示不可达）；路由器之间交换的路由信息是路由器中的完整路由表，因而随着网络规模的扩大，开销也就增加。

OSPF 的原理很简单，但实现起来却较复杂，“开放”表明 OSPF 协议不是受某一家厂商控制，而是公开发表的，“最短路径优先”是因为使用了 Dijkstra 提出的最短路径算法 SPF (Shortest Path First)，OSPF 不用 UDP 而是直接用 IP 数据报传送，OSPF 构成的数据报很短。这样做可减少路由信息的通信量。

关于 OSPF 协议的具体内容可以参考我的这篇文章 计算机网络-OSPF协议 。

BGP-4

边界网关协议 BGP-4 (Border Gateway Protocol-4) 是不同自治系统的路由器之间交换路由信息的协议，互联网的规模太大，使得自治系统之间路由选择非常困难。对于自治系统之间的路由选择，要寻找最佳路由是很不现实的：

当一条路径通过几个不同 AS 时，要想对这样的路径计算出有意义的代价是不太可能的；比较合理的做法是在 AS 之间交换“可达性”信息。

因此，边界网关协议 BGP 只能是力求寻找一条能够到达目的网络且比较好的路由（不能兜圈子），而并非要寻找一条最佳路由。

IGMP

网际组管理协议 IGMP，和 ICMP 相似，IGMP 使用 IP 数据报传递其报文（即 IGMP 报文加上 IP 首部构成 IP 数据报），但它也向 IP 提供服务。因此，我们不把 IGMP 看成是一个单独的协议，而是属于整个网际协议 IP 的一个组成部分。

VPN

虚拟专用网络 VPN (Virtual Private Network)，由于 IP 地址的紧缺，一个机构能够申请到的IP地址数往往远小于本机构所拥有的主机数，考虑到互联网并不很安全，一个机构内也并不需要把所有的主机接入到外部的互联网，假定在一个机构内部的计算机通信也是采用 TCP/IP 协议，那么从原则上讲，对于这些仅在机构内部使用的计算机就可以由本机构自行分配其 IP 地址。

利用公用的互联网作为本机构各专用网之间的通信载体，这样的专用网又称为虚拟专用网VPN (Virtual Private Network)，“专用网”是因为这种网络是为本机构的主机用于机构内部的通信，而不是用于和网络外非本机构的主机通信，“虚拟”表示“好像是”，但实际上并不是，因为现在并没有真正使用通信专线，而VPN只是在效果上和真正的专用网一样。

NAT

网络地址转换 NAT (Network Address Translation)，当在专用网内部的一些主机本来已经分配到了本地 IP 地址（即仅在本专用网内使用的专用地址），但现在又想和因特网上的主机通信（并不需要加密）时，可使用NAT方法。这种方法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 IP 地址。这样，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全球 IP 地址，才能和因特网连接。

NAPT

为了更加有效地利用 NAT 路由器上的全球IP地址，现在常用的 NAT 转换表把运输层的端口号也利用上。这样，就可以使多个拥有本地地址的主机，共用一个 NAT 路由器上的全球 IP 地址，因而可以同时和互联网上的不同主机进行通信，使用端口号的 NAT 叫做网络地址与端口号转换NAPT (Network Address and Port Translation)，而不使用端口号的 NAT 就叫做传统的 NAT (traditional NAT)。

5 运输层 TPDU

两个对等运输实体在通信时传送的数据单位叫作运输协议数据单元 TPDU (Transport Protocol Data Unit)。

UDP

用户数据报协议 UDP (User Datagram Protocol），是OSI参考模型中的传输层协议，它是一种无连接的传输层协议，提供面向事务的简单不可靠信息传送服务。

关于 UDP 协议的具体内容可以参考我的这篇文章 计算机网络-UDP协议 。

TCP

传输控制协议 TCP (Transmission Control Protocol)，是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议。TCP 旨在适应支持多网络应用的分层协议层次结构。 连接到不同但互连的计算机通信网络的主计算机中的成对进程之间依靠 TCP 提供可靠的通信服务。TCP 假设它可以从较低级别的协议获得简单的，可能不可靠的数据报服务。 原则上，TCP 应该能够在从硬线连接到分组交换或电路交换网络的各种通信系统之上操作。

关于 TCP 协议的具体内容可以参考我的这篇文章 计算机网络-TCP协议 。

ARQ

自动重传请求 ARQ (Automatic Repeat reQuest)。为了在运输层提供可靠的交付服务，需要对丢失的数据进行重传，这种重传的请求是自动进行的，接收方不需要请求发送方重传某个出错的分组。

URG

紧急 URG (urgent)，属于 TCP 协议首部字段，当 URG = 1 时，表明紧急指针字段有效。它告诉系统此报文段中有紧急数据，应尽快传送(相当于高优先级的数据)。

ACK

确认 ACK (acknowledge)，属于 TCP 协议首部字段，只有当 ACK =1 时确认号字段才有效。当 ACK =0 时，确认号无效。

PSH

推送 PSH (push) ，属于 TCP 协议首部字段，接收 TCP 收到 PSH = 1 的报文段，，就尽快地交付接收应用进程，而不再等到整个缓存都填满了后再向上交付。

RST

复位 RST (reset)，属于 TCP 协议首部字段，当 RST=1 时，表明 TCP 连接中出现严重差错（如由于主机崩溃或其他原因），必须释放连接，然后再重新建立运输连接。

SYN

同步 SYN (synchronize)，属于 TCP 协议首部字段，当同步 SYN = 1 表示这是一个连接请求或连接接受报文。

FIN

终止 FIN (finish)，属于 TCP 协议首部字段，用来释放一个连接。FIN=1 表明此报文段的发送端的数据已发送完毕，并要求释放运输连接。

MSS

最大字段长度 MSS (Maximum Segment Size)，是 TCP 报文段中的数据字段的最大长度。数据字段加上 TCP 首部才等于整个的 TCP 报文段，所以，MSS 是“TCP 报文段长度减去 TCP 首部长度”。

RTT

往返时延 RTT (Round-Trip Time)，是指数据从网络一端传到另一端所需的时间。通常，时延由发送时延、传播时延、排队时延、处理时延四个部分组成。

RTO

超时重传时间 RTO (Retransmission Time-Out)，是TCP操作计时器的一种。为了防止数据报丢失,当TCP发送一个报文时，启动重传计时器。若在计时器超时之前收到了特定报文的确认，则撤消这个计时器，特定数据报在计时器超时前没有收到确认，则重传该数据报，并把计时器复位。RTO的数值基于平滑的往返时间及其偏差。

SACK

选择确认 SACK (Selective ACK)，若收到的报文段无差错，只是未按序号，中间还缺少一些序号的数据，那么能否设法只传送缺少的数据而不重传已经正确到达接收方的数据。答案是可以的。选择确认 SACK (Selective ACK) 就是一种可行的处理方法。当计算机在传输连续数据第1，2，3，4分组时，中间的第3分组在网络中丢失了，那么通过发送选择确认数据包可以针对丢失的第3分组进行超时重传，从这里可以看出选择确认就是针对丢失或出差错的数据重传，已经正确发送的分组不会重传，即接收方通过选择确认告诉发送方那些数据丢失，那些数据已经收到等，选择确认这种可靠传输方式也称为快速选择性重传。

AIMD

加法增大，乘法减小 AIMD (Additive Increase，Multiplicative Decrease)，在拥塞避免阶段，拥塞窗口是按照线性规律增大的。这常称为“加法增大” AI (Additive Increase)，当出现超时或3个重复的确认时，就要把门限值设置为当前拥塞窗口值的一半，并大大减小拥塞窗口的数值。这常称为“乘法减小”MD (Multiplicative Decrease)，二者合在一起就是所谓的 AIMD 算法。

AQM

主动队列管理 AQM (Active Queue Management)，所谓“主动”就是不要等到路由器的队列长度已经达到最大值时才不得不丢弃后面到达的分组，而是在队列长度达到某个值得警惕的数值时（即当网络拥塞有了某些拥塞征兆时），就主动丢弃到达的分组。AQM 可以有不同实现方法，其中曾流行多年的就是随机早期检测 RED (Random Early Detection)。

6 应用层 DNS

域名系统 DNS (Domain Name System)，DNS 是一种分布式网络目录服务，主要用于域名与 IP 地址的相互转换，以及控制因特网的电子邮件的发送。

TLD

顶级域名 TLD (Top Level Domain)

国家顶级域名 nTLD，例如：.cn 表示中国、.us 表示美国、.uk 表示英国，等等。

通用顶级域名 gTLD，例如：.com 表示公司和企业、.net表示网络服务机构、.org表示非赢利性组织、.edu表示专用的教育机构、.gov表示专用的政府部门、.mil表示美国专用的军事部门、.int表示国际组织。

FTP

文件传送协议 FTP (File Transfer Protocol) 是互联网上使用得最广泛的文件传送协议。FTP 提供交互式的访问，允许客户指明文件的类型与格式，并允许文件具有存取权限。FTP 屏蔽了各计算机系统的细节，因而适合于在异构网络中任意计算机之间传送文件。

TFTP

简单文件传送协议 TFTP (Trivial File Transfer Protocol) 是一个很小且易于实现的文件传送协议，TFTP 使用客户服务器方式和使用 UDP 数据报，因此 TFTP 需要有自己的差错改正措施，TFTP 只支持文件传输而不支持交互，TFTP 没有一个庞大的命令集，没有列目录的功能，也不能对用户进行身份鉴别。

URL

统一资源定位符 URL (Uniform Resource Locator) 用来标志万维网上的各种文档，使每一个文档在整个互联网的范围内具有唯一的标识符 URL。

HTTP

超文本传送协议 HTTP (HyperText Transfer Protocol)，在万维网客户程序与万维网服务器程序之间进行交互所使用的协议，它是一个应用层协议，使用 TCP 连接进行可靠的传送。

HTML

超文本标记语言 HTML (HyperText Markup Language) 使得万维网页面的设计者可以很方便地用一个超链从本页面的某处