计算机网络--概述

计算机网络

1. 概念：是一个将分散的、具有独立功能的计算机系统，通过通信设备与线路连接起来，由功能完善的软件实现资源共享和信息传递的系统。计算机网络是一个互连(互联互通)的，自治(没有主从关系)的计算机集合。
2. 功能：
   • 数据通信
   • 资源共享（软件，硬件，数据）
   • 分布式处理
   • 提高可靠性
   • 负载均衡
3. 组成
   • 组成部分：硬件，软件，协议
   • 工作方式：
     • 边缘部分：用户直接使用（cs方式，p2p方式）
     • 核心部分：为边缘部分服务
   • 功能组成
     • 通信子网
     • 资源子网
4. 分类
   • 分布范围
     • 广域网（交换技术）
     • 城域网
     • 局域网（广播技术）
     • 个人区域网
   • 交换技术
     • 电路交换
     • 报文交换
     • 分组交换

1.速率相关的性能指标

1. 速率
   1. 速率即数据率或者称数据传输率或比特率
   2. 连接在计算机网络上的主机在数字信道上传输数据位数的速率

2. 带宽

   1. 带宽：原来指信号具有的频带宽度，即最高频率与最低频率之差，单位是赫兹（Hz）

   2. 计算机网络中，带宽用来表述网络的通信线路传输数据的能力，通常指单位时间内从网络中从某一点到另一点能通过的“最高数据率”。单位是“比特每秒”，b/s

      假设设备的带宽是1Mb/s，则表示，一秒时间，发送1Mb数据，但是传输链路的速率可能会有限制

3. 吞吐量

   1. 单位时间内通过某个网络（只进或者只出）的数据量（吞吐量受到网络的带宽或者网络的额定速率的限制）

4. 时延

   • 发送时延：数据长度/信道带宽【高速链路，指的是提高带宽】

   • 传播时延：信道长度/电磁波在信道上的传播速率（将比特流转换成电磁波，以电磁波的形式传送比特流）

   • 排队时延：等待输入输出链路可用

   • 处理时延：检错，输出

2. 时延带宽积

   • 时延带宽积=传播时延*带宽（单位bit）
   • 时延带宽积可以称为以比特为单位的链路长度，即“某段链路现在有多少比特”，容量

3. 往返时延RTT

   • 从发送方发送数据，到发送方收到接收方的确认（接收方收到数据就立即发送确认）总共经历的时延
   • RTT越大，在收到确认之前，可以发送的数据越多（RTT=2*传播时延）

4. 利用率

   • 信道利用率：有数据通过/数据通过时间

2. 计算机网络分层结构

1. 分层结构
   • 7层OSI参考模型（法定模型）
   • 4层TCP/IP参考模型（事实标准）
2. ISO/OSI参考模型
   • 目的：支持异构网络系统的互联互通

3. 通信解释

层数解释

1. 应用层
   • 概念：用户与网络及交互的程序
   • 典型服务：文件传输（FTP），电子邮件（SMTP),万维网（HTTP）
2. 表示层
   • 概念：处理两个通信系统交换信息的表示方式
   • 功能：数据格式变换，数据加密解密，数据压缩与恢复
3. 会话层
   • 概念：向表示层实体/用户进程提供建立连接并在连接上有序传输数据，也叫建立同步（SYN）
   • 功能：建立，管理，终止会话 、使用校验点，使会话在通信失效同步点继续恢复通信，实现同步
   • 协议：ADSP，ASP
4. 传输层
   • 概念：负责主机中两个进程的通信，即端到端通信
   • 功能：可靠传输，不可靠传输、差错控制、流量控制、复用分用
5. 网络层
   • 概念：将分组从源端发送到目的端，为分组交换上网的不同主机提供服务。单位是数据报
   • 功能：路由选择、流量控制、差错控制、拥塞控制
   • 协议：IP，IPX，ICMP，IGMP，ARP，RARP，OSPF
6. 数据链路层
   • 概念：将网络层传输下来的数据报封装成帧。单位是帧
   • 功能：封装成帧、差错控制、流量控制、访问接入
   • 协议：SDLC，HDLC，PPP，STP
7. 物理层
   • 概念：物理媒体上实现比特流的透明传输。单位是比特
   • 功能：定义接口特性、定义传输模式、定义传输速率、比特同步、比特编码
   • 协议：802.3

3.TCP/IP参考模型

1. 参考模型相同点
   • 都分层
   • 基于独立的协议栈
   • 实现异构网络的互联
2. 参考模型不同点
   • OSI定义：服务、接口、协议
   • OSI先出现，参考模型先于协议出现
   • TCP/IP设计时，考虑异构网络的问题，重视IP

4.五层参考模型