计算机网络——计算机网络概述

计算机网络，定义计算机网络就是互连的、自治的计算机集合。

Internet是什么？

组成细节角度： 很多（国家级、世界级）ISP（Internet Service Provider）网络互连的网络之网络。

计算设备（主机）、通信链路、分组交换（路由器、交换机）。

服务角度：为网络应用提供通信服务的通信基础设备。为网络应用提供应用编程接口。

 

网络协议，计算机网络中数据交换规则，计算机网络有序进行的重要保证。

协议规定了通信实体之间所交换消息的格式、意义、顺序以及针对收到消息或发生事件所采取的动作。

协议三要素，语法（Syntax）：数据与控制信息的结构或格式、信号电平。

语义（Sementics）：需要发出何种信息、完成何种控制以及做出何种响应、差错控制。

时序（Timing）：事件顺序，速度匹配。

Internet协议标准：RFC（Request for Comments）、IETF（Internet Engineering Task Force）。

 

计算机网络结构：网络边缘：主机（端系统），客户/服务器（client/server）应用模型，对等（peer-peer,P2P）应用模型。

　　　　　　　　接入网络物理介质：数字用户线路，电缆网络，无线网络，家庭接入网络，机构接入网络。

　　　　　　　　网络核心：

数字用户电路

 

电缆网络

家庭接入网络

机构接入网络

无线网络

 

数据交换的类型：电路交换，报文交换，分组交换

电路交换，可视为建立专用可持续通道进行数据交换（后拆除），最典型的电路交换网络：电话交换。

电路交换三个阶段：建立连接（呼叫/电路建立），通信，释放链接（拆除电路）。

一种独占资源的交换方式。

电路交换网络中采用多路复用的方式共享中继线（节省资源）。

典型的多路复用方法：

频分多路复用（FDM）

时分多路复用（TDM）

波分多路复用（WDM，光的频分复用）

码分多路复用（CDM）

报文（源所发送的信息整体）交换，即把信息整体一次发出。

分组交换，可视为把报文拆成一系列小的数据包分开传输，涉及报文的拆分与重组，导致额外开销。

报文交换与分组交换均采用存储-转发的交换方式。

分组交换会在拆分报文时给数据包加上标志文件。

报文过于庞大时，分组交换会减小传输时延，同时降低路由器所需要的存储空间从而降低硬件需求。

电路交换适用于突发数据传输网络，没有延时、丢失。

 

计算机网络性能，数据传输速率（比特率）、带宽、吞吐量、网络时延（结点处理时延，排队时延，传输时延，传播时延）、时延带宽积（以比特为单位的链路长度）、丢包率。

 

 

计算机网络的体系结构，从功能上可描述为分层结构，是计算机网络的各层及其协议的集合，且是抽象的。

采用分层描述有利于体系结构的识别、更新、维护及标准化。

 

OSI/RM（7层）

物理层功能：接口特性、比特编码、数据率、比特同步、传输模式。

数据链路层功能：结点-结点数据传输、组帧、物理寻址、流量控制、差错控制、访问/接入控制。

网络层功能：源主机到目的主机的数据分组交付、逻辑寻址、路由、分组转发。

传输层功能：源-目的（端-端）（进程间）完整报文传输、分段与重组、SAP寻址、连接控制，流量控制、差错控制。

会话层功能（最薄）：对话控制、同步。

表示层（处理两个系统直接语法和语义）：数据表示转化、加密/解密、压缩/解压缩。

应用层：使用网络服务。

TCP/IP（5层）