计算机网络-概述
2020 年 12 月 21 日 294 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,通过通信设备线路连接起来,由功能完善的软件实现资源共享信息传递的系统。
    • 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
    • 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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