计算机网络-引入

计算机网络

1.计算机网络的组成

1.1 组成部分

硬件、软件、协议

1.2 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：为边缘提供服务
  • 通信子网：实现数据通信
  • 资源子网：实现资源共享、数据处理

2.计算机网络的分类

2.1 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

2.2 按照使用者分

• 公用网
• 专用网

2.3 按照交换技术分

• 电路交换
• 报文交换
• 分组交换

2.4 按照拓扑结构分

• 总线型
• 星型
• 环型
• 网状型（广域网）

2.5 按照传输技术分

• 广播式网络：共享公共通信信道
• 点对点网络：使用分组存储转发和路由选择机制

3.计算机网络的性能指标

3.1 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

单位是 b/s,kb/s,Mb/s,Gb/s,Tb/s

b指的是比特（bit），B指的是字节（Byte），1B = 8bit

3.2 带宽

• “带宽”原本指的是某个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）
• 在计算机网络中，带宽用来表示网络的通信线路传送数据的能力，通常是指单位时间冲网络中的 某一点到另一点所能通过的 “最高数据率” 单位是 “比特每秒”，b/s , kb/s 等。

3.3 吞吐量

表示在单位时间内通过某个网络（或信道、接口）的数据量。单位 b/s , kb/s 等。

3.4 时延

时延	介绍
发送时延	从发送分组的第一个比特算起，到发送分组的最后一个比特发送完毕所需要的时间
传播时延	电磁波在信道传播一定的距离需要花费的时间
排队时延	路由器的输入输出队列
处理时延	分析分组的首部，从分组中提取数据部分，进行差错检验或查找适当的路由

发送时延 = 数据长度 / 信道带宽（发送速率）

传播时延 = 信道长度 / 电磁波在信道上传播的速率

3.5 时延带宽积

时延带宽积 ( bit ) = 传播时延（s） * 带宽（bit / s）

时延带宽积又称比特为单位的链路长度，即 “某段链路现在有多少比特”

时延带宽积的 单位是 bit

3.6 往返时间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）总共径路的时间。

3.7 利用率

• 信道利用率 = 有数据通过的时间 / （有+无）数据通过的时间
• 网络利用率 = 信道利用率的加权平均值
  

4.计算机网络的分层结构

4.1 为什么要分层

• 为什么（完成一件事，需要很多工作，不能只是交于一层工作）
  

4.2 怎么分层

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

4.3 分层结构

1. 第n层中的活动元素称为 n层实体。同一层的实体叫对等实体。
2. 协议：为进行网络中对等实体数据交换二建立的规则、标准或约定称为网络协议【水平】
3. 接口（访问服务点SAP）：上层使用下层服务的入口
4. 服务：下层为相邻上层提供的功能调用【垂直】

SDU 服务数据单元：为完成用户所要求的功能而应传送的数据
PCI协议控制信息：控制协议操作的信息
PDU协议数据单元：对等层次之间传送的数据单元

4.4 概念总结

1. 网络体系结构是从功能上描述计算机网络结构
2. 计算机网络结构体系简称网络体系结构是分层结构
3. 每层遵循某个/些网络协议以完成本层功能
4. 计算机网络体系结构是计算机网络的各层及其协议的集合
5. 第n层在向n+1层提供服务时，此服务不仅包含第n层本身的功能，还包括由下层服务提供的功能
6. 仅仅在相邻层间有接口，且所提供的服务的具体实现细节对上一层完全屏蔽
7. 体系结构是抽象的，而实现是指能运行的一些软件和硬件

5. OSI参考模型

层	介绍	主要协议
应用层	所有能和用户交互产生网络流量的程序	HTTP SMTP FTP
表示层	用户处理在两个通信系统中交换信息的标识方式（语法和语义） 比如数据格式变换、数据加密解密、数据压缩和恢复	JPEG ASC||
会话层	向表示层实体/用户 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	ADSP ASP
传输层	负责主机中两个进程的通信，即端到端的通信 实现可靠传输、差错控制、流量控制、复用分用等功能	TCP UDP
网络层	把分组从源端传送到目的端，为分组交换网上的不同主机提供通信服务。传输单位是数据报 主要功能有路由选择、流量控制、差错控制、拥塞控制	IP IPX ICMP IGMP ARP RARP OSPF
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。传输单位是帧。主要功能有 成帧、差错控制、流量控制、访问（接入）控制	SDLC HDLC PPP STP
物理层	主要任务是在物理媒体上实现比特流的透明传输（什么样的比特组合都能在链路上传送）。传输单位是比特	Rj45 802.3

	IOS/OSI参考模型	TCP/IP参考模型
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