计网-1. 计算机网络体系结构（上）

1. 计算机网络体系结构（上）

1.1 概念、组成、功能、分类

1.1.2 计算机网络概念

  • 计算机网络：

    是将一个分散的、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的系统。

  • 计算机网络是互连的、自治的计算机集合。

    • 互联—互联互通 通信链路
    • 自治—无主从关系

1.1.3 功能

  1. 数据通信（连通性）
  2. 资源共享——硬件 软件 数据

（3. 分布式处理：多台计算机各自承担同一工作任务的不同部分

 	4. 提高可靠性——替代机
 	5. 负载均衡——各计算机之间更亲密）

1.1.4 组成

  1. 组成部分

    硬件、软件、协议（一系列规则和约定的集合）

  2. 工作方式

    • 边缘部分 -用户直接使用
      • C / S方式（客户服务器）
      • P2P方式（点对点）
    • 核心部分 -为边缘部分服务

  3. 功能组成——数据通信、资源共享

    • 通信子网：实现数据通信
    • 资源子网：实现资源共享 / 数据处理

1.1.5 分类

  1. 按分布范围分

    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. 按使用者分

    • 公用网（中国电信）
    • 专用网（政府、军队专用网）

  3. 按交换技术分

    • 电路交换
    • 报文交换
    • 分组交换

  4. 按拓扑结构分

  • 网状型拓扑结构常用于广域网
  1. 按传输技术分
    • 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
  • 总结

1.2 标准化工作及相关组织

1.2.1 标准化工作

  1. 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 ——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 ——TCP / IP

  2. RFC (Request For Comment) —— 因特网标准的形式

    RFC上升为因特网正式标准的四个阶段：

  1. 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
  • 总结

1.3 速率相关的性能指标

1.3.1 速率

  1. 定义

    速率即数据率或称数据传输率或比特率。

    比特 ：1/0 - 位

    连接在计算机网络上的主机在数字信道上传输数据位数的速率。

    单位是b/s, kb/s, Mb/s, Gb/s,Tb/s

1.3.2 带宽

  1. “带宽”原本指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)。

  2. 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，通常是指单位时间内从网络中
    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, Mb/s， Gb/s。

    网络设备所支持的最高速度

1.3.3 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， Mb/s等。

吞吐量受网络的带宽或网络的额定速率的限制。

1.4 时延、时延带宽积、往返时间RTT、利用率

1.4.1 时延

  1. 定义

    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。

1.4.2 时延带宽积

  • 时延带宽积=传播时延 * 带宽

      bit				 s			 b / s

  • 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
    ”。

1.4.3 往返时延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)，总共经历的时延。

  • RTT越大，在收到确认之前，可以发送的数据越多。

1.4.4 利用率

1.5 分层结构、协议、接口、服务

1.5.1 分层结构

  1. 发送文件前要完成的工作：

    • 发起通信的计算机必须将数据通信的通路进行激活。
    • 要告诉网络如何识别目的主机。
    • 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
    • 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。
    • 确保差错和意外可以解决。

  2. 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晰，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。
    • 保持下层对上层的独立性，上层单向使用下层提供的服务
    • 整个分层结构应该能促进标准化工作。

  1. 分层结构
    • 实体：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。
    • 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
      称为网络协议。[水平]
      • 语法：规定传输数据的格式
      • 语义：规定所要完成的功能
      • 同步：规定各种操作的顺序
    • 接口(访问服务点SAP)：上层使用下层服务的入口。
    • 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位。

    SDU + PCI = PDU

  1. 概念总结
    • 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简称网络体系结构是分层结构。
    • 每层遵循某个/些网络协议以完成本层功能。
    • 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。
    • 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，还包含由下层服务提供的功能。
    • 仅仅在相邻层间有接口，且所提供服务的具体实现细节对上一层完全屏蔽。
    • 体系结构是抽象的，而实现是指能运行的一些软件和硬件。
posted @ 2022-05-06 18:37  lu竞  阅读(160)  评论(0)    收藏  举报