计算机网络笔记(一)

计算机网络第一章笔记

计算机网络

• 特点

  • 分散，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
  • 互连
  • 自治

• 功能

  • 数据通信
  • 资源共享

• 组成部分

  • 硬件
  • 软件
  • 协议

• 工作方式

  • 边缘部分 c/s p2p
  • 核心部分 为边缘部分服务

• 功能组成

  • 通信子网
    • 应用层
    • 表示层
    • 会话层
  • 资源子网
    • 网络层
    • 数据链路层
    • 物理层

• 分类

  • 分布范围

    • 广域网LAN
    • 城域网MAN
    • 局域网WAN
    • 个人区域网PAN

  • 使用者

    • 公用网
    • 专用网

  • 交换技术

    • 电路交换
    • 报文交换
    • 分组交换

  • 拓扑结构

    • 总线
    • 星型
    • 环形
    • 网状

  • 传输技术

    • 广播式
    • 点对点

• 标准化工作

  • 分类
    • 法定标准 OSI
    • 事实标准 TCP/IP
  • RFC(Request For Comments) 因特网标准的形式
    1. 因特网草案
    2. 建议标准
    3. 草案标准
    4. 因特网标准
  • 国际标准化组织 ISO

• 性能指标

  • 速率
    • 数据率或数据传输率或比特率
    • b/s，kb/s， Mb/s， Gb/s， Tb/s
    • 速率以10³为单位
    • 存储容量以2¹⁰为单位
  • 带宽
    • 某个信号具有的频带宽度
    • 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
    • 最高数据率
    • 链路带宽指发送端最高往链路发送比特的速率
    • 链路带宽的提升不会影响数据在链路上传送的速度
  • 吞吐量
    • 单位时间内通过某个网络（或通道）的数据量。
  • 时延
    • 发送时延
      • 将数据推到信道上的时间：数据长度/信道带宽
    • 传播时延
      • 取决于电磁波传播速度和链路长度 电磁波速率：2x10⁸m/s
      • 信道长度/电磁波在信道上的传输速率
    • 排队时延
      • 等待输入/输出链路可用
      • 类似于机场安检
    • 处理时延
      • 检错找出口
  • 时延带宽积
    • 传播时延x带宽
    • 称为以比特为单位的链路长度
  • 往返时延RTT
    • 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
    • 传播时延 * 2
    • 末端处理时间
    • RTT越大，发送的比特越多
  • 利用率
    • 信道利用率
      • 例如路上车越多，道路利用率越高
    • 网络利用率
      • 信道利用率加权平均值
    • 时延与利用率成凹函数

• 分层

  • 协议在对等实体中成立

  • 上层调用下层接口

  • 下层为上层提供服务

  • 协议：为进行网络中的对等实体数据交换而建立的规则，标准或约定

    • 语义
      • 规定所要完成的功能
    • 语法
      • 规定传输数据的格式
    • 同步
      • 规定各种操作的顺序

  • 服务是垂直的， 协议是水平的

  • PCI

    • 协议控制信息

  • SDU

    • 服务数据单元

  • PCI + SDU = PDU

    • 协议数据单元

  • 网络体系结构是从功能上描述计算机网络结构

  • 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

  • 体系结构是抽象的

  • 为什么分层

    • 把问题细化

• 分层结构

  • 7层OSI参考模型

    • ISO/OSI标准化网络体系结构
    • 为了支持异构网络系统的互联互通
      • 应用层
        • 所有能和用户交互产生网络流量的程序
      • 表示层
        • 用于处理在两个通信系统中交换信息的表示方式
          • 数据格式变换
          • 数据加密解密
          • 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+
        • 建立同步
        • 建立、管理、终止会话
        • 使用校验点
      • 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
        • 可靠传输、不可靠传输
        • 差错控制
        • 流量控制
        • 复用分用tcp/ip
      • 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
        • 路由选择
        • 流量控制
        • 差错控制
        • 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
        • 数据链路层的传输单位是帧
        • 成帧
        • 差错控制
        • 流量控制
        • 访问（接入）控制 控制对信道的访问
      • 物理层
        • 主要任务是在物理媒体上实现比特流的透明传输
        • 传输单位是比特
        • 定义接口特性
        • 定义传输模式
          • 单工
          • 半双工
          • 双工
        • 比特同步
        • 比特编码 Rj45 802.3

  • 4层TCP/IP参考模型

    • 应用层
    • 传输层
    • 网际层
    • 网络接口层

  • 不同点

    层次	ISO/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

  • 五层

    • 应用层
    • 传输层
    • 网络层
    • 数据链路层
    • 物理层

  • data

  • 报文 应用层 > data H5

  • 报文段 传输层 > 5-PDU H4

  • 数据报 网络层 > 4-PDU H3

  • 帧 数据链路层 > T2 3-PDU H2

  • 比特 物理层 > 0101001010101010