计算机网络

一、计网体系结构

计算机网络概述

计算机网络：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。

计算机网络是互连的，自治的计算机集合。互连：通过通信链路互联互通。自治：无主从关系

计算机网络功能

1. 数据通信
2. 资源共享
3. 分布式处理
4. 提高可靠性
5. 负载均衡

计算机网络的组成

1. 组成部分：硬件、软件、协议（；一系列规则和约定的集合）

2. 工作方式：边缘部分（用户直接使用，C/S方式client/server客户端服务方式；P2P方式peer-to-peer对等连接），核心部分

3. 功能组成：（1）通信子网：实现数据通信（包括：网络层 （路由器），数据链路层 （交换机，网桥），物理层（集线器，中继器））

   传输层位于两网之间

   ​ （2）资源子网：实现资源共享/数据处理（包括应用层，表示层，会话层）

计算机网络的分类

1. 按照分布范围分：广域网(WAN)交换技术，城域网(MAN)，局域网（LAN）广播技术，个人区域网(PAN)

2. 按照使用者分：公用网，专用网。

3. 按照交换技术分：电路交换，报文交换，分组交换。

4. 按拓扑结构分：
   

5. 按传输技术分：（1）广播式网：共享公共通信信道

   ​ （2）点对点网络：使用分组存储转发和路由选择机制

标准化工作

1.标准的分类（1）法定标准OSI

​ （2）事实标准TCP/IP

性能指标（1）

1.速率：即数据率或称数据传输率或比特率

2.带宽

3. 吞吐量

性能指标（2）

1. 时延：指的是数据从网络的一端传送到另一端所需的时间，也叫延迟或者迟延，单位是s.（包括发送时延，传播时延，排队时延，处理时延）
2. 往返时延RTT:从发送方发送数据开始，到发送方收到接收方的确认，（接收方收到数据后立即发送确认），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包括（往返传播时延=传播时延*2，末端处理时间
3. 利用率：信道利用率（有数据通过实践/（有+无）数据通过时间）

​ 网络利用率 信道利用率加权平均值

4. 分层结构：(1).实体：第n层中的活动元素称为n层实体。同一层实体叫做对等实体

   ​ (2).协议：为进行网络中的对等实体数据交换而建立的规则、标准或者约定为网络协议。（水平）

​ (3).接口（访问服务点spa）：上层使用下层服务到的入口

​ （4）.服务：下层为相邻上层提供的功能调用（垂直）

体系结构与参考模型

OSI参考模型（1）

OSI参考模型（2）

1. 应用层：所有能和用户交互产生网络流量的程序

    		典型应用层服务：文件传输（FTP），电子邮件（SMTP），万维网（HTTP）
   

2. 表示层：用于处理在两个通信系统中交换信息的表示方式（语法和语义）

功能：（1）数据格式变换（翻译官）（2）数据加密解密（3）数据压缩和恢复

主要协议：JPEG、ASCII（了解即可）

3. 会话层：向表示层实体/用户进程提供建立连接并在连接上有序地传输数据。这是会话，也是建立同步(SYN)

功能：（1）建立、管理、终止会话（2）使用校验点可使会话在通信失效时从校验点/同步点继续恢复通信，实现数据同步（适用于传输大文件）

主要协议：ADSP\ASP

4. 传输层：负责主机中两个进程的通信，即端到端的通信。传输单位是报文段或用户数据报。

功能：（1）可靠传输，不可靠传输（2）差错控制（3）流量控制：传输速率的控制（4）复用分用（复用：多个应用层进程可以同时使用下面传输层的服务；分用：运输层吧收到的信息分别交付给上面应用层中相应的进程）

主要协议：TCP\UDP

5. 网络层：主要任务是吧分组从源端传到目的端，为分组交换网上的不同主机提供通信服务。网络层传输单位是数据报。

功能：（1）路由选择（最佳路径的选择）（2）流量控制（传播速率控制）（3）差错控制（4）拥塞控制：若所有结点都来不及接受分组，而要丢掉大量分组的话，网络就处于拥塞状态。因此要采取一定措施，缓解这种拥塞。

主要协议：IP、IPX、ICMP、IGMP、APP、RARP、

OSPF

6. 数据链路层：主要任务是把网络层传下来的数据报组装成帧。数据链路层/链路层的传输单位是帧。

功能：（1）成帧（定义帧 的开始和结束 ）（2）差错控制（帧错+位错）（3）流量控制（4）访问（接入）控制 （控制对信道的访问）

主要协议：SDLC、HDLC、PPP、STP

7. 物理层：主要任务是在物理媒体上实现比特流的透明传输。物理层传输单位是比特。

   透明传输：指不管所传数据是什么样的比特组合，都应当能够在链路上传送。

功能：（1）定义接口特性（2）定义传输模式（单工，半双工，双工）（3）定义传输速率（4）比特同步（5）比特编码

主要协议：Rj45、802.3

TCPIP参考模型

OSI参考模型与TCP/IP参考模型的相同点

1. 都分层
2. 基于独立协议栈的概念
3. 可以实现异构网络互联

OSI参考模型与TCP/IP参考模型的不同点

1. OSI定义三点：服务、协议、接口

2. OSI先出现，参考模型先于协议发明，不偏向特定协议

3. TCP/IP设计之初就考虑到异构网互联问题，将IP作为最重要层次

4. 	IOS/OSI参考模型	TCP/IP模型
   网络层	无连接+面向连接	无连接
   传输层	面向连接	无连接+面向连接

   面向连接分为三个阶段，第一是建立连接，在此阶段，发出一个建立连接的请求。只有在连接成功建立后，才能开始传输数据，这是第二阶段，截止当数据传输完毕，必须释放连接。而面向无连接没有这么多阶段，它直接进行数据传输。

五层参考模型

五层参考模型的数据封装与解封装