【计算机网络】 第一章-- 初步认识计算机网络

server/2024/12/22 13:45:23/

目录

      • 网络与互联网与因特网的区别
      • 因特网服务提供者(Internet Service Provider,ISP )
      • 因特网标准 --- RFC
      • 因特网的组成
      • 电路交换,分组交换和报文交换
        • 电路交换
        • 分组交换
        • 报文交换
      • 网络>计算机网络的分类
      • 网络>计算机网络的性能指标
      • 网络>计算机网络体系结构
        • 各层的作用简述
        • 各层的作用详解
      • 体系结构中的专业术语
        • 实体
        • 协议
          • 协议的三要素
        • 服务
        • 其他

网络与互联网与因特网的区别

  1. 网络(net)是把计算机连接在一起,其中的计算机是网络的节点。若干节点和链路互连形成网络
  2. 网络作为节点,若干网络通过路由器互连形成互联网,即网络网络
  3. 因特网是当今世界上最大的互联网。
  • 小写字母开头的internet(互连网)是个通用名词,泛指多个网络>计算机网络互连而成的网络>计算机网络,对网络间的协议没有要求。
  • 大写字母开头的Internet(因特网)是个专有名词,指全球范围的众多网络互连而成的特定的互连网,它采用TCP/IP协议族。

因特网服务提供者(Internet Service Provider,ISP )

任何单位或者个人都可以通过ISP接入到因特网,需要缴费。
ISP — 我国的联通,电信,移动等

因特网标准 — RFC

RFC(Request For Comments)–请求评论
因特网的标准化是面向公众的,即任何人都可以从因特网上下载RFC文档,并且发表意见和建议,成功通过的建议会成为RFC文档。

因特网的组成

分为边缘部分和核心部分组成

边缘部分:主机。边缘部分利用核心部分提供的服务。
核心部分:网络与路由器。 为边缘部分提供连通性和数据交换等服务。

电路交换,分组交换和报文交换

电路交换

方式:建立连接 -> 通话 ->释放连接
请添加图片描述

分组交换

通常我们需要发送的消息称为一个报文,将报文划分成若干个较小的等长数据段,并且在每个数据段首部添加一些必要控制信息组成的首部,就构成了一个个分组。源主机将分组发送到分组交换网中,分组交换网的节点,先将其缓存,再提取出目的地址,按照目的地址查找转发表,找到相应转发接口,将分组转发出去,经过多个节点分组转发,分组最终被转发到目的主机,主机收到分组后,将他们还原成原始报文。

方式:
发送方 – 构造分组,发送分组
交换节点 – 缓存分组,转发分组
接收方 – 接收分组,还原报文。

报文交换

报文被整个的发送,而不是被拆分成若干个分组。
因此交换节点将报文整体接收才能查找转发表,将整个报文转发到下一个节点,效率很低,需要的缓存空间也大很多。

网络>计算机网络的分类

  1. 交换方式:电路交换,分组交换,报文交换。
  2. 使用者:公用网,专用网。
  3. 传输介质:有线网络,无线网络
  4. 覆盖范围:广域网(WAN),城域网(MAN),局域网(LAN),个域网(PAN)
  5. 拓扑结构:总线型,星型,环型,网状型。

网络>计算机网络的性能指标

1.速率:
速率是指数据的传送速率(即每秒传送多少个比特),也称为数据率或者比特率。

基本单位是bit/s(b/s) ,kb/s ,Mb/s等。
bit/s – 基本单位
kb/s = 10^3 bit/s
Mb/s = 10^6bit/s

  • 比特(bit) 是计算机中数据量的基本单位,一个比特就是二进制数字中的一个1或0。
  • 数据量的常用单位有字节(byte , 记为大写B),千字节(KB),兆字节(MB),吉字节(GB)以及太字节(TB)。
  • 从内存来讲: 1B = 8 bit ,KB = 2^10 B ,MB = 2^20 B,GB = 2^30 B。
    2.带宽:
    用来表示网络的通信线路所能传输数据的能力,即在单位时间内从网络的某一点到另一点所能通过的最高数据率。
    单位:b/s (kb/s,Mb/s,Gb/s)

通过速率和带宽可以总结出数据传送速率:
请添加图片描述
3.吞吐量
吞吐量是指单位时间内通过某个网络或接口的实际数据量。

4.时延
时延是指数据从网络的一端,传送到另一端所耗费的时间,也称为延迟。

发送时延= 分组长度 / 发送速率
传播时延 = 信道长度 / 信道传播速率
排队时延不方便计算
处理时延(分组处理)不方便计算
没有接收时延

请添加图片描述
5.时延带宽积
时延带宽积是传播时延和带宽的乘积。
请添加图片描述
6.往返时间RTT
7.利用率

  • 链路利用率是指某条链路有百分之几的时间是被利用的(即有数据通过)。完全空闲的利用率为0。
  • 网络利用率是指网络中所有链路的链路利用率的加权平均。
    根据排队论可知,当某链路的利用率增大时,该链路引起的时延就会迅速增加。
    令D0表示网络空闲时的时延,D表示网络当前的时延,那么在理想条件下 , 网络利用率 U
    D = D0 / (1-U)

网络>计算机网络体系结构

请添加图片描述

各层的作用简述
  • 物理层:解决使用何种信号来表示比特0和1的问题
  • 数据链路层:解决数据包在一个网络或一段链路上传输的问题
  • 网络层:解决数据包在多个网络之间传输和路由的问题
  • 运输层:解决进程之间基于网络的通信问题
  • 应用层:解决通过进程的交互来实现特定网络应用的问题。
各层的作用详解
  • 物理层:
    采用什么传输媒体(介质)
    采用什么物理接口
    采用什么信号表示比特0和1

  • 数据链路层:
    标识网络中各主机(主机编制,例如MAC地址)
    从比特流中区分出地址和数据(数据封装格式)
    协调各主机争用总线(媒体介入控制)
    以太网交换机的实现(自学习和转发帧)
    检测数据是否误码(差错检测)
    出现传输差错如何处理(可靠传输和不可靠传输)
    接收方控制发送方注入网络的数据量(流量控制)

  • 网络层:
    标识网络网络中的各主机(网络和主机共同编制,例如IP地址)
    路由器转发分组(路由选择协议,路由表和转发表)

  • 运输层:
    进程之间基于网络的通信(进程的标识,例如端口号)
    出现传输差错如何处理(可靠传输和不可靠传输)

  • 应用层:
    通过应用进程间的交互来完成特定的网络应用
    进行会话管理和数据表示、请添加图片描述

体系结构中的专业术语

实体
  • 实体指任何可发送或接收信息的硬件或软件进程。
  • 对等实体是指通信双方相同层次中的实体
协议

协议是控制两个对等实体在”水平方向“进行”逻辑通信“的规则的集合。 请添加图片描述

协议的三要素
  • 语法:定义所交换信息的格式
  • 语义:定义通信双方所要完成的操作
  • 同步:定义通信双方的时序关系
服务

在协议的控制下,两个对等实体在水平方向的逻辑通信使得本层能够向上一层提供服务。

协议是水平的,服务是垂直的。
并且实体看得见下层提供的服务,但不知道实现该服务的具体协议。即下层的协议对上层的实体是”透明“的。

请添加图片描述

其他
  • 在同一系统中相邻两层的实体交换信息的逻辑接口称为服务访问点SAP,它被用于不同的服务类型。
  • 对等层次之间的传送的数据包被称为该层的协议数据单元(PDU)。各层之间的数据包如比特流,帧,IP数据报,TCP报文段,UDP用户数据报,应用报文等统称为PDU。
  • 同一系统内层与层之间交换的数据包称为服务数据单元(SDU)。

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