计算机网络-概述
2020 年 12 月 21 日 625 1608 字 暂无评论

01.概念、组成、功能和分类

  • 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-互联互通，通信链路。
    • 自治-无主从关系。

  • 计算机网络的功能

    • 数据通信
    • 资源共享
    • 分布式处理
    • 提高可靠性
    • 负载均衡

  • 计算机网络的组成

    • 组成部分：硬件、软件、协议。

    • 工作方式

      • 边缘部分：用户直接使用C/S方式、P2P方式。
      • 核心部分：为边缘部分服务。

    • 功能组成

      • 通信子网：实现数据通信。
      • 资源子网：实现资源共享/数据处理。

  • 计算机网络的分类

02.标准化工作

  • 标准的分类

    • 法定标准：由权威机构制定的正式的、合法的标准。如OSI。
    • 事实标准：某些公司的产品在竞争中占据了主流，时间长了，这些产品中的协议和技术就成了标准。如TCP/IP。

  • 标准化工作

    • RFC（Request For Comments）——因特网标准的形式。

  • 标准化工作的相关组织

    • 国际标准化组织ISO：OSI参考模型、HDLC协议。
    • 国际电信联盟ITU：制定通信规则。
    • 国际电气电子工程师协会IEEE：学术机构、IEEE802系列标准、5G。
    • Internet工程任务组IETF：负责因特网相关标准的制定、RFC-XXXX。

03.性能指标

  • 速率

    • 连接在计算机网络上的主机在数字信道上传送数据位数的速率。
    • 单位:b/s,Kb/s,Mb/s,Tb/s
    • 如果用字节表示，则是B/s,KB/s,MB/s,TB/s
    • 1Byte=8Bit

  • 带宽

    • 在计算机网络中，指的是网络设备所支持的最高速度，单位同速率，是理想条件下最高速率。

  • 吞吐量

    • 单位时间内通过某个网络的数据总量。

  • 时延

    • 指数据（报文/分组/比特流）从网络（或链路）的一端传送到另一端所需的时间。也叫延迟或迟延。单位是s。

  • 时延带宽积

    • 公式：时延带宽积=传播时延x带宽
    • 时延带宽积又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”。

  • 往返时延RTT

    • 从发送方发送数据开始，到接收方确认收到为止所花费的时间。
    • RTT=传播时延x2+处理时间(有时可能直接忽略)。

  • 利用率

    • 信道利用率：信道利用率=有数据通过时间/有+无数据通过时间。
    • 网络利用率：网络利用率=所有信道利用率加权求平均值。

04.分层结构

4.1为什么要分层

  1. 发起通信的计算机必须将数据通信的通路进行激活。
  2. 要告诉网络如何识别目的主机。
  3. 发起通信的计算机要查明目的主机是否开机，并且与网络连接正常。
  4. 发起通信的计算机要弄清楚，对方计算机中文件管理程序是否已经做好准备工作。
  5. 确保差错和意外可以解决。

4.2怎么分层

  • 分层的基本原则

    • 各层之间相互独立，每层只实现一种相对独立的功能。
    • 每层之间界面自然清新，易于理解，相互交流尽可能少。
    • 结构上可分割开。每层都采用最合适的技术来实现。
    • 保持下层对上层的独立性，上层单向使用下层提供的服务。
    • 整个分层结构应该促进标准化工作。

4.3正式认识分层结构

05.OSI参考模型

  • 网络层及以上，每一层都要对上一层发送的数据进行处理（加个头部）
  • 数据链路层不仅需要加头部，还需要加尾部
  • 物理层什么都不加，只管发送数据（比特流）

  • 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）。

  • 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）。
    • 功能一：数据格式交换。
    • 功能二：数据加密解密。
    • 功能三：数据压缩和恢复。

  • 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）。
    • 功能一：建立、管理、终止会话。
    • 功能二：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。
    • 主要协议：ADSP、ASP。

  • 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。
    • 功能一：可靠传输、不可靠传输。
    • 功能二：差错控制。
    • 功能三：流量控制。
    • 功能四：复用分用。

  • 网络层

    • 主要任务是把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。
    • 功能一：路由选择。
    • 功能二：流量控制。
    • 功能三：差错控制。
    • 功能四：拥塞控制。

  • 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。
    • 功能一：成帧（定义帧的开始和结束）。
    • 功能二：差错控制 。
    • 功能三：流量控制。
    • 功能四：访问（接入）控制。

  • 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。
    • 功能一：定义接口特性。
    • 功能二：定义传输模式。
    • 功能三：定义传输速率。
    • 功能四：比特同步。
    • 功能五：比特编码。

06.TCP/IP参考模型

  • OSI参考模型与TCP/IP参考模型相同点

    • 都分层。
    • 基于独立的协议栈的概念。
    • 可以实现异构网络互联。

  • OSI参考模型与TCP/IP参考模型不同点

    • OSI定义三点：服务、协议、接口。
    • OSI先出现，参考模型先于协议发明，不偏向特定协议。
    • TCP/IP设计之初就考虑到异构网互联问题，将IP作为重要层次。

07.5层参考模型

  • 5层参考模型的数据封装与解封装

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