《计算机网络》谢希仁知识点汇总、期末复习---第一章、计算机网络概述

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第一章-计算机网络概述

第二章-物理层

第三章-数据链路层

第四章-网络层

第五章-运输层

第六章-应用层

 

第一章-计算机网络概述

1.1计算机网络在信息时代的作用

计算机网络向用户提供的两个最重要的功能：

1. 连通性
2. 共享

1.2互联网发展的三个阶段

因特网发展的三个阶段：
第一阶段：从单个网络 ARPANET 向互联网发展的过程。1983 年 TCP/IP 协议成为 ARPANET 上的标准协议。
第二阶段：建成三级结构的因特网：主干网、地区网和校园网（或企业网）。
第三阶段：形成多层次的ISP（Internet Service Provider 因特网服务提供者）结构的因特网

internet与Internet

• internet：是指互连网 ，是一个通用名词，它泛指由多个计算机网络互连而成的（计算机）网络。不一定要采取TCP/IP协议，通信协议（即通信规则）可以是任意的。
• Internet：指因特网或互联网 ，是一个专有名词，它指当前全球最大的、开放的、由众多网络相互连接而成的特定的计算机网络，它采用TCP/IP协议作为通信的规则，并且前身为美国的ARPAnet

1.3互联网的组成

边缘部分与核心部分

• 边缘部分：有所有连接在因特网上的主机组成。这部分由用户直接使用，用来进行通信和资源共享。
• 核心部分 : 由大量的网络和连接这些网络的路由器组成。这部分是为边缘部分提供服务的（提供连通性和交换）。

边缘部分的通信方式 

• 客户服务器方式（C/S方式）：即Client/Server方式。（客户是服务的请求方，服务器是服务的提供方）

• 对等连接方式（P2P方式）：即Peer-to-Peer方式。（对等连接中的每一个主机既是客户又同时是服务器）

核心部分的通信方式（交换技术）

电路交换

三个阶段：建立连接——通话——释放连接
在通话时，两用户之间占用端到端的资源，而由于绝大部分时间线路都是空闲的，所以线路的传输速率往往很低。

分组交换 

组成：报文、首部、分组。采用存储转发技术，即收到分组——存储分组——查询路由（路由选择协议）——转发分组。

优点：高效、灵活、迅速、可靠。缺点：时延、开销。关键构件：路由器。

报文交换

整个报文传送到相邻结点，全部存储下来之后查询转发表，转发到下一个结点。

1.5 计算机网络的类别

分类
按网络的作用范围：广域网（WAN）、局域网（LAN）、城域网（MAN）、个人局域网（PAN）

按信息交换方式：电路交换网、分组交换网、报文交换网

按网络拓扑结构：星型网、树型网、环型网、总线网

按通信介质：双绞线网、同轴电缆网、光纤网、卫星网

按网络的使用者分：公用网、专用网

1.6计算机网络的性能

计算机网络的性能指标

速率：指连接在计算机网络上的主机在数字信道上传送数据的速率。b/s（bps） 如100M以太网，实际是指100Mb/s。往往是指额定速率或标称速率。

带宽：数字信道所能传送的最高速率。b/s（bps）

吞吐量：单位时间内通过某个网络（或信道、接口）的实际数据量。其绝对上限值等于带宽。

时延：数据（一个报文或分组、甚至比特）从网络（或链路）的一段传送到另一端的时间，也称延迟。

发送时延：主机或路由器发送数据帧所需的时间，也就是从发送数据帧的第一个比特算起，到该帧的最后一个比特发送完毕所需的时间。也成传输时延。
发送时延 = 数据帧长度（b） / 信道带宽（b/s）

传播时延：电磁波在信道中传输一定距离所需划分的时间。
传播时间 = 信道长度（m） / 传输速率（m/s）
处理时延：主机或路由器处理收到的分组所花费的时间。
排队时延：分组在输入队列中等待处理的时间加上其在输出队列中等待转发的时间。
综上：总时延 = 发送时延 + 传播时延 + 处理时延 + 排队时延。

时延带宽积：传播时延 x 带宽。表示链路的容量。

往返时间RTT：从发送方发送数据开始，到发送发收到接收方的确认为止，所花费的时间。

利用率：某信道有百分之几是被利用的（有数据通过）。而信道或网络利用率过高会产生非常大的时延。

 

当前时延=空闲时时延/（1-利用率）

1.7计算机网络的体系结构

1. 网络协议：简称协议，是为了进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定。
2. 网络协议的三要素

• 语法：数据与控制信息的结构或格式
• 语义：需要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种响应
• 同步：事件实现顺序的详细说明

五层协议的体系结构

• 物理层：物理层的任务就是透明地传送比特流。（注意：传递信息的物理媒体，如双绞线、同轴电缆、光缆等，是在物理层的下面，当做第0 层。）物理层还要确定连接电缆插头的定义及连接法。
• 数据链路层：将网络层交下来的IP数据报组装成帧，在两个相邻结点间的链路上”透明“的传送以帧为单位的数据。每一帧包括数据和必要的控制信息。在收到数据时，控制信息使收到端直到哪个帧从哪个比特开始和结束。
• 网络层：选择合适的路由，使发送站的运输层所传下来的分组能够正确无误地按照地址找到目的站，并交付给目的站的运输层。网络层将运输层产生的报文或用户数据报封装成分组（IP数据报）或包进行传送。
• 运输层：向上一层的进行通信的两个进程之间提供一个可靠的端对端服务，使它们看不见运输层以下的数据通信的细节。（TCP、UDP）
• 应用层：直接为用户的应用进程提供服务（HTTP、FTP等）

OSI体系结构：

物理层、数据链路层、网络层、运输层、会话层、表示层、应用层
TCP/IP体系结构：

网络接口层、网际层IP、运输层、应用层