《计算机网络》学习笔记 第1章 概述

计算机网络由若干节点（node）和连接这些节点的链路（link）组成。

互联网（internet）是网络的网络（network of networks）。

网络把许多计算机连接在一起，而互联网则把许多网络通过路由器连接在一起。与网络相连的计算机通常称为主机。

 

互联网的组成

（1）边缘部分：由所有连接在互联网上的主机组成。这部分是用户直接使用的。

（2）核心部分：由大量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。

 

按照网络的作用范围进行分类

1.广域网WAN（Wide Area Network）

2.城域网MAN（Metropolitan Area Network）

3.局域网LAN（Local Area Network）

4.个人使用网PAN（Personal Area Network）

 

按照网络的使用者进行分类

1.公用网（public network）

2.专用网（private netowork）

 

接入网AN（Access Network），又称为本地接入网或居民接入网。

 

计算机网络的性能

性能指标

1.速率

数据的传输速率，成为比特率或数据率，单位bit/s。

2.带宽

（1）本来是指某个信号具有的频带宽度，单位是赫兹。

（2）在计算机网络中，贷款用来表示中某通道传送数据的能力，”最高数据率“，单位bit/s。

3.吞吐量

表示在单位时间内通过某个网络（或信道、端口）的实际数据量。

4.时延

(delay)是指数据从网络的一端传送到另一端所需的时间。

（1）发送时延

是主机或路由器发送数据帧所需要的时间。

计算公式：

发送时延=数据帧长度（bit）/发送速率（bit/s）

（2）传播时延

传播时延是电磁波在信道中传播一定的距离需要花费的时间

计算公式：

传播时延=信道长度（m）/电磁波在信道上的传播速率（m/s）

（3）处理时延

（4）排队时延

总时延=4者相加

对于告诉网络链路，我们提高的仅仅是数据的发送速率而不是比特在链路上的传播速率。提高数据的发送速率只是见笑了数据的发送时延。

5.时延带宽积

时延带宽积=传播时延*带宽

又称为以比特为单位的链路长度

6.往返时间RTT（Round-Trip Time）

7.利用率

利用率有信道利用率和网络利用率两种。信道利用率指出某信道有百分之几的时间是被利用的（有数据通过）。网络空间利用率则是全网络的信道利用率的加权平均值。

 

计算机网络体系结构

协议划分与层次

在计算机网络中要做到有条不紊地交换数据，就必须遵守一些事先约定好的古仔额。这些规则明确规定了所交换的数据的格式以及有关的同步问题。这些为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定称为网络协议（network protocol）,主要由以下三个要素组成：

（1）语法，即数据与控制信息的结构或格式

（2）语义，即需要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种响应

（3）同步，即事件实现顺序的详细说明

 

分层可以带来很多好处：

（1）各层之间是独立的

（2）灵活性好

（3）结构上可分隔开

（4）易于实现和维护

（5）能促进标准化工作

1）差错控制

2）流量控制

3）分段和重装

4）复用和分用

5）连接建立和释放

 

计算机网络的各层协议的结合就是网络的体系结构（architecture）。计算机网络的体系结构就是这个计算机网络及其构件所应完成的功能的精确定义。

体系结构是抽象的，而实现是具体的，是真正在运行的计算机硬件和软件。

 

具有五层协议的体系结构

（1）应用层application layer

应用层的任务是通过应用进程间的交互来完成特定网络应用。应用层协议定义的是应用进程间通信和交互的规则。这里的进程就是指主机中正在运行的程序。

（2）运输层trasport layer

运输层的任务就是负责向两台主机中进程之间的通信提供通用的数据传输服务。

主要使用以下两种协议：

TCP（传输控制协议）

UDP（用户数据报协议）

（3）网络层network layer

（4）数据链路层data link layer

（5）物理层physical layer