计算机网络1 概述(王道408)

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一、计算机网络的组成

计算机发展第一阶段 ARPA

阿帕网是因特网的前身

第二阶段 三级结构

主干网-地区网-校园网(企业网)

第三阶段-多层次ISP结构

ISP:因特网服务提供商。

计算机网络是一个将分散的、具有独立功能的计算机网络,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。

计算机网络的组成:硬件、软件和协议

工作方式

1.      边缘部分 用户直接使用 ①C/S方式 ②P2P方式

2.      核心部分 为边缘提供服务

功能组成

1.      资源子网 应用层、表示层、会话层、传输层,实现资源共享/数据处理

2.      通信子网 网络层(路由器)、链路层(交换机,网桥)、物理层(集线器、中继器),实现数据通信

上三层对数据进行封装和处理,下三层把数据送上路

传输层是为了弥补上三层要求的服务与网络层提供的服务之间的差距,并屏蔽通信子网的一些细节。

计算机网络是互联的、自治的计算机集合。

计算机网络的分类

1.      按分布范围分:广域网WAN、城域网MAN、局域网LAN、个人区域网PAN

2.      按使用者分:公用网、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:总线型、星形、环形、网状形(常用于广域网)

5.      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

标准化工作

1.      法定标准 OSI

2.      事实标准 TCP/IP

国际标准化组织ISO OSI模型,HDLC协议

国际电信联盟ITU 指定通信规则

电气和电子工程师协会IEEE 学术机构,IEEE802标准,5G

Internet工程任务组IETF 负责因特网相关的标准指定 RFC XXXX  

速率:数据率/数据传输率/比特率  ,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

比特 1/0位

b/s,kb/s,Mb/s,Gb/s,Tb/s

1Mb/s=10^6b/s

1Gb/s=10^3Mb/s

1kB=2^10B

1MB=2^10KB

1GB=2^10MB

1TB=2^10GB

带宽 原指某个信道具有的频带宽度,最高频率与最低频率之差,单位赫兹HZ

计算机网络中,带宽用来表示网络的通信线路传输数据的能力,“最高数据率”

链路又叫信道,介质可以是双绞线、同轴电缆等。

传播速率2*10^8m/s,电磁波1us可向前方传播200米

链路带宽1Mb/s,主机在1us向链路发送1bit数据。

链路带宽2Mb/s,主机在1us向链路发送2bit数据。

吞吐量

单位时间通过某个网络(信道、接口)的数据量,所有链路加起来

时延:数据从链路的一端口到另一端需要的时间

1.      发送时延 数据长度/信道带宽(发送速率),看有没有给信道带宽

2.      传播时延 信道长度/电磁波在信道上的速率

3.      排队时延 等待输出、输入链路可用

4.      处理实验 检错找出口

时延带宽积=传播时延*带宽

Bit=s*b/s

又称以bit为单位的链路长度,某段链路有多少比特

往返时延RTT 从发送方发送数据到接收方的确认,总经历的时延。

RTT越大,在收到确认之前,可以发送的数据越多

RTT包括 1.往返传播时延 2.末端处理时间

利用率

信道利用率 有数据通过时间/(有+无)数据通过时间

网络利用率 信道利用率加权平均值

认识分层结构

1.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

2.协议 对等实体之间的规则、标准、约定。(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 下层为上层提供功能调用(垂直)

SDU 服务数据单元

PCI 协议控制信息

PDU 协议数据单元:对等层次之间传送的数据单元

7层OSI参考模型 法定标准(理论成功、市场失败)

4层TCP/IP参考模型 事实标准

5层的体系结构

PDU=PCI+SDU

上一层的PDU是下一层的SDU

上四层端到端、下三层点到点

应用层 支持各种网络应用 FTP,SMTP,HTTP

表示层 两个通信系统中交换信息的表示方式 1.数据格式转换 2.数据加密解密 3.数据的压缩和恢复

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

这是会话,也是建立同步(SYN)

功能一 建立、管理、中止会话

功能二 通信失效时从校验点/同步点继续恢复通信,实现数据同步

语法:规定传输数据的格式

语义:规定要完成的功能

同步:规定各种操作的顺序

传输层 负责两个进程的通信,即端到端的通信。单位:数据报 TCP、UDP

1.可靠、不可靠传输 2.差错控制 3.流量控制 4.复用分用

网络层 把分组从源端传到目标端,提供通信服务。源主机到目的主机的数据分组路由与转发 单位:数据报

1.路由选择 2.差错控制 3.流量控制 4.拥塞控制

数据链路层 把网络层传下来的数据报文组装成帧 单位:帧

1.      成帧(定义帧的开始和结束)

2.      差错控制 帧错+位错

3.      流量控制

4.      访问(接入)控制,控制对信道的访问

物理层:在物理媒体上实现比特流的透明传输

物理层传输单位 比特

1.      定义接口特性

2.      定义传输模式 单工、半双工、双工

3.      定义传输速率

4.      比特同步

5.      比特编码

主要协议 Rj45,802.3

面向连接三阶段 1.建立连接 2.数据传输 3.释放连接

无连接 直接数据传输

OSI和TCP/IP参考模型相同点

1.      都分层

2.      基于独立的协议栈的概念

3.      可以实现异构网络互联

不同点

1.      OSI定义三点 服务,协议、接口

2.      OSI先出现,参考模型先于协议发明

3.      TCP/IP设计之初就考虑异构网络互连,IP为重要层次