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计算机网络概论.md

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文章思维导图

1.计算机网络在信息时代的作用

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.....

2.因特网概述

网络&互联网&因特网

  • 网络Network(物理网络)

    • 若干节点(Node)和链路(Link)组成
  • 互联网interent (逻辑网络)

    • 通过路由器将网络互联,构成更大范围的网络,即互联网
  • 因特网Interent

    • 世界上最大的互联网

因特网发展

  • 阶段1

    • 从单个网络ARPANET向互联网发展
  • 阶段2

    • 逐步形成三级结构的因特网

      • 主干网
      • 地区网
      • 校园网
  • 阶段3

    • 逐步形成多层次ISP结构的互联网

      • 第一层

        • 因特网主干网: 与其他第一层相连
      • 第二层

        • 大公司: 区域性或者国家性覆盖规模
      • 第三层

        • 本地ISP :拥有本地范围的网络
      • 当两个同级的IPS相连时,彼此时对等(Peer)的

因特网标准化工作

  • 因特网协会

    • 因特网体系结构委员会

      • 因特网工程部

        • 短期或者中期工程问题,负责协议的开发和标准化
      • 因特网研究部

        • 理论研究
    • 制定标准过程

      • 因特网草案
      • 建议标准
      • 草案标准
      • 因特网标准

3.英特网组成

边缘部分

  • 概念

    • 用户直接使用
  • 原理

    • 主机A的某个进程和主机B的某个进程通讯

      • C/S方式:客户机(Client)& 服务器(Server)通信
      • P2P方式: 对等方通信

核心部分

  • 为边缘部分提供服务: 连通性和数据交换

  • 原理

    • 路由器的分组交换

      • 转发收到的分组
    • 电路交换

      • 原理

        • 建立连接 ->通话 ->释放连接
      • 缺点:在通话过程中始终占用端到端的通讯资源

      • 适用范围:适合需要持续通信并且数据量较大 (不适合互联网通信)

    • 报文交换

      • 原理: 将报文先发送到邻近节点,全部保存后转发到下一个节点
      • 优点:通信过程中不需要始终占用端到端的资源,提高了信道的利用率
    • 分组交换

      • 原理

        • 将报文分解为分组,发送到相邻的节点
      • 优点

        • 交换机的输入和输入可以同时进行,提高了信道的利用率
      • 适用范围

        • 突发数据,不需要持续连接通信

4.计算机网络定义&分类

定义

  • 相互连接自治的计算机集合

分类

  • 作用范围

    • 局域网(LAN)
    • 城域网(MAN)
    • 广域网(WAN)
    • 个人区域网(PAN)
  • 使用者

    • 公用网(Public Network)
    • 专用网(Private Network)

5.计算机网络性能指标

速率

  • 数据的传输速率/数据率/比特率

    • 单位 Mbit/s

      • 计算机中的数据量用字节(8bit)千字节用K 代表2的10次
      • 通信领域 k 代表1000

带宽

  • 本来指某个信号具有的频带宽度

  • 计算机网络中指网络指传送数据的能力

    • 单位时间内A到B的最高数据率

吞吐量

  • 表示单位时间内通过某个网络的数据量

    • 对现实世界的测量

时延/延时

  • 发送时延

    • 分组长度/发送速率
  • 传播时延

    • 信道长度/电磁波的传播速率

      • 自由空间

        • 3.0*10^8m/s
      • 铜线电缆

        • 2.3*10^8m/s
      • 光纤

        • 2.0*10^8m/s
  • 处理时延

  • 排队时延

丢包率

  • 分组丢失率

    • 传输中发送比特级差错

    • 分组交换机输出队列已满

      • 网络堵塞

利用率

  • 信道或网络利用率过高会产生较大时延

6.计算机网络体系结构

网络协议

  • 明确规定了交换的数据格式和时序,以及在发送或接受数据时采取的动作

  • 组成

    • 语法
    • 语义
    • 同步/时序

体系结构

  • 计算机网络及其部件所应完成的功能的精确定义

TCP/IP协议

  • 应用层
  • 运输层
  • 网际层IP
  • 网络接口层

经典5层协议

  • 应用层

    • 负责应用进程间的通信规则
    • HTTP/FTP/SMTP等
  • 运输层

    • 负责两台主机中的进程提供通信服务

    • TCP 传输控制协议

      • 面向连接可靠的数据传输服务

        • 单位:报文段
    • UDP 用户数据报协议

      • 提供无连接的,尽最大努力的数据传输服务(不保证可靠性)

        • 单位:用户数据报
  • 网络层

    • 负责不同主机间的通信服务

      • 选择合适的路由进行分组转发
    • 网际协议(IP协议)

  • 数据链路层

    • 负责将分组从链路一端发送到另一端

    • PPP协议等

      • 单位:帧
  • 物理层

    • 负责在传输媒介上传送比特流

      • 单位:byte

实体,协议,服务

  • 实体

    • 任何可发送或者接收信息的软硬件
  • 协议

    • 控制两个对等实体进行通信的规则的集合
  • 服务

    • 在协议的控制下,两个对等实体间的通信让本层能向上一层提供服务,不仅要实现本层协议,还要使用下一层提供的服务