計算機網路1 概述(王道408)

語言: CN / TW / HK

一、計算機網路的組成

計算機發展第一階段 ARPA

阿帕網是因特網的前身

第二階段 三級結構

主幹網-地區網-校園網(企業網)

第三階段-多層次ISP結構

ISP:因特網服務提供商。

計算機網路是一個將分散的、具有獨立功能的計算機網路,通過通訊裝置與線路連線起來,由功能完善的軟體實現資源共享和資訊傳遞的系統。

計算機網路的組成:硬體、軟體和協議

工作方式

1.      邊緣部分 使用者直接使用 ①C/S方式 ②P2P方式

2.      核心部分 為邊緣提供服務

功能組成

1.      資源子網 應用層、表示層、會話層、傳輸層,實現資源共享/資料處理

2.      通訊子網 網路層(路由器)、鏈路層(交換機,網橋)、物理層(集線器、中繼器),實現資料通訊

上三層對資料進行封裝和處理,下三層把資料送上路

傳輸層是為了彌補上三層要求的服務與網路層提供的服務之間的差距,並遮蔽通訊子網的一些細節。

計算機網路是互聯的、自治的計算機集合。

計算機網路的分類

1.      按分佈範圍分:廣域網WAN、都會網路MAN、區域網LAN、個人區域網PAN

2.      按使用者分:公用網、專用網

3.      按交換技術分:電路交換、報文交換、分組交換

4.      按拓撲結構分:匯流排型、星形、環形、網狀形(常用於廣域網)

5.      按傳輸技術分:

廣播式網路 共享公共通訊通道

點對點網路 使用分組儲存轉發和路由選擇機制

標準化工作

1.      法定標準 OSI

2.      事實標準 TCP/IP

國際標準化組織ISO OSI模型,HDLC協議

國際電信聯盟ITU 指定通訊規則

電氣和電子工程師協會IEEE 學術機構,IEEE802標準,5G

Internet工程任務組IETF 負責因特網相關的標準指定 RFC XXXX  

速率:資料率/資料傳輸率/位元率  ,連線在計算機網路上的主機在數字通道上傳送資料位數的速率

位元 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

頻寬 原指某個通道具有的頻頻寬度,最高頻率與最低頻率之差,單位赫茲HZ

計算機網路中,頻寬用來表示網路的通訊線路傳輸資料的能力,“最高資料率”

鏈路又叫通道,介質可以是雙絞線、同軸電纜等。

傳播速率2*10^8m/s,電磁波1us可向前方傳播200米

鏈路頻寬1Mb/s,主機在1us向鏈路傳送1bit資料。

鏈路頻寬2Mb/s,主機在1us向鏈路傳送2bit資料。

吞吐量

單位時間通過某個網路(通道、介面)的資料量,所有鏈路加起來

時延:資料從鏈路的一埠到另一端需要的時間

1.      傳送時延 資料長度/通道頻寬(傳送速率),看有沒有給通道頻寬

2.      傳播時延 通道長度/電磁波在通道上的速率

3.      排隊時延 等待輸出、輸入鏈路可用

4.      處理實驗 檢錯找出口

時延頻寬積=傳播時延*頻寬

Bit=s*b/s

又稱以bit為單位的鏈路長度,某段鏈路有多少位元

往返時延RTT 從傳送方傳送資料到接收方的確認,總經歷的時延。

RTT越大,在收到確認之前,可以傳送的資料越多

RTT包括 1.往返傳播時延 2.末端處理時間

利用率

通道利用率 有資料通過時間/(有+無)資料通過時間

網路利用率 通道利用率加權平均值

認識分層結構

1.實體 第n層中的活動元素稱為n層實體,同一層的實體叫對等實體

2.協議 對等實體之間的規則、標準、約定。(水平)

3.介面(訪問服務點SAP):上層使用下層服務的入口

4.服務 下層為上層提供功能呼叫(垂直)

SDU 服務資料單元

PCI 協議控制資訊

PDU 協議資料單元:對等層次之間傳送的資料單元

7層OSI參考模型 法定標準(理論成功、市場失敗)

4層TCP/IP參考模型 事實標準

5層的體系結構

PDU=PCI+SDU

上一層的PDU是下一層的SDU

上四層端到端、下三層點到點

應用層 支援各種網路應用 FTP,SMTP,HTTP

表示層 兩個通訊系統中交換資訊的表示方式 1.資料格式轉換 2.資料加密解密 3.資料的壓縮和恢復

會話層 向表示層實體/使用者程序提供建立連線並在連線上有序地傳輸資料

這是會話,也是建立同步(SYN)

功能一 建立、管理、中止會話

功能二 通訊失效時從校驗點/同步點繼續恢復通訊,實現資料同步

語法:規定傳輸資料的格式

語義:規定要完成的功能

同步:規定各種操作的順序

傳輸層 負責兩個程序的通訊,即端到端的通訊。單位:資料報 TCP、UDP

1.可靠、不可靠傳輸 2.差錯控制 3.流量控制 4.複用分用

網路層 把分組從源端傳到目標端,提供通訊服務。源主機到目的主機的資料分組路由與轉發 單位:資料報

1.路由選擇 2.差錯控制 3.流量控制 4.擁塞控制

資料鏈路層 把網路層傳下來的資料報文組裝成幀 單位:幀

1.      成幀(定義幀的開始和結束)

2.      差錯控制 幀錯+位錯

3.      流量控制

4.      訪問(接入)控制,控制對通道的訪問

物理層:在物理媒體上實現位元流的透明傳輸

物理層傳輸單位 位元

1.      定義介面特性

2.      定義傳輸模式 單工、半雙工、雙工

3.      定義傳輸速率

4.      位元同步

5.      位元編碼

主要協議 Rj45,802.3

面向連線三階段 1.建立連線 2.資料傳輸 3.釋放連線

無連線 直接資料傳輸

OSI和TCP/IP參考模型相同點

1.      都分層

2.      基於獨立的協議棧的概念

3.      可以實現異構網路互聯

不同點

1.      OSI定義三點 服務,協議、介面

2.      OSI先出現,參考模型先於協議發明

3.      TCP/IP設計之初就考慮異構網路互連,IP為重要層次