0. 思维导图

在这里插入图片描述

1. 体系结构

1.1 概念、组成、功能和分类

计算机网络的概念：是一个将分散的、具有独立功能的计算机系统，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。
计算机网络的功能：①数据通信（连通性）②资源共享（硬件软件数据）③分布式处理（多台计算机各自承担同一工作任务的不同部分）④提高可靠性 ⑤负载均衡
计算机网络的组成：

? 从组成部分上来看：硬件 + 软件 + 协议（缺一不可）

? 从工作方式上来看：边缘部分（用户直接使用的主机，有c/s方式以及p2p方式） + 核心部分（为边缘部分提供服务）

从功能组成上来看：通信子网 + 资源子网（即数据通信和资源共享）

请添加图片描述

网络的分类：按分布范围、按使用者（专用、公用)、按交换技术、按拓扑结构（总线、星、环、网状)、按传输技术（广播式、点对点)

2.1 标准化工作和相关组织

标准：法定标准（比如iso）、事实标准（比如tcp/ip）

RFC文件收录了因特网标准；相关组织：ISO、ITU、IEEE、IETF

3.1 网络的性能指标

速率性能指标：

速率：又称数据率、比特率，（速率单位：b/s、kb/s、Mb/s、Gb/s，单位转化是10的3次方关系区别于内存中的2的3次方关系）

如果用字节表示（内存单位表示速率），则是B/s,KB/s,MB/s,TB/s；1Byte = 8bIt
带宽：最高数据率，表示网络的通信线路传送数据的能力，速率单位表示，网络设备所支持的最高速度
吞吐量：表示在单位时间内通过某个网络（或信道、接口）的数据量。速率单位表示，吞吐量受网络的带宽或网络的额定速率的限制

时延相关指标：

时延：指数据（报文/分组/比特流）从网络（或链路）的一端传送到另一端所需的时间。也叫延迟或迟延。单位是s。

时延分类：

发送时延（数据长度/信道带宽，理解为在机器内部数据从主机到信道上花费的时间）

传播时延（信道长度/电磁波速率，理解为传输线路上）

排队时延（数据在路由器前等待前面数据处理的时间）

处理时延（数据在路由器中处理需求的时间）
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，即链路有多少比特的数据（像圆柱体的计算）
往返时延RTT：从发送方发送数据开始，到发送方收到接收方的确认总共经历的时延。（接收方收到数据后立即发送确认）（RTT包括往返传播时延（传播时延*2）和末端处理时间）
利用率：信道利用率（有数据通过时间/总的数据通过时间）、网络利用率（所有信道利用率加权求平均值）

2. 分层结构

2.1 分层结构、协议、接口、服务

为什么要分层？(关键词：上下层，服务)

发送文件前要完成的工作:

(1）发起通信的计算机必须将数据通信的通路进行激活。

(2）要告诉网络如何识别目的主机。

(3）发起通信的计算机要查明目的主机是否开机，并且与网络连接正常。

(4）发起通信的计算机要弄清楚，对方计算机中文件管理程序是否已经做好准备工作。

(5）确保差错和意外可以解决。
。。。。。。
正式认识分层结构与概念认识

在这里插入图片描述

此节概括的注意性问题：

网络体系结构是从功能上描述计算机网络结构。

计算机网络体系结构简称网络体系结构是分层结构。

每层遵循某个/些网络协议以完成本层功能。

计算机网络体系结构是计算机网络的各层及其协议的集合。

第n层在向n+1层提供服务时，此服务不仅包含第n层本身的功能，还包含由下层服务提供的功能。

仅仅在相邻层间有接口，且所提供服务的具体实现细节对上一层完全屏蔽。

体系结构是抽象的，而实现是指能运行的一些软件和硬件。

2.2 ISO/OSI参考模型（法定标准）

在这里插入图片描述

OSI每一层的主要功能（结合实际来理解）
1. 应用层：所有能和用户交互产生网络流量的程序。
  
  典型的应用层服务：文件传输（FTP）、电子邮件（SMTP）、万维网（HTTP）
2. 表示层：用于处理两个通信系统中交换信息的表示方式（语法、语义）
  
  功能：1、数据格式变换（如翻译二进制） 2、数据加密解密 3、数据压缩和恢复
3. 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：1、建立、管理、终止会话；2、使用校验点可使会话在通信失效时从校验点/同步点继续恢复通信，实现数据同步。（适用于传输大文件）
4. 传输层：负责主机中两个进程的通信，即端到端的通信。传输单位是报文段或用户数据报。
  
  功能：1、可靠传输（经接收方确认）、不可靠传输 2、差错控制 3、流量控制（速度匹配） 4、复用分用（端口号）
5. 网络层：主要任务是把分组从源端传到目的端，为分组交换网上的不同主机提供通信服务。网络层传输单位是数据报。
  
  功能：1、路由选择（选择最佳路径）2、流量控制 3、差错控制 4、拥塞控制
6. 数据链路层：主要任务是把网络层传下来的数据报组装成帧。数据链路层/链路层的传输单位是帧。
  
  功能：1、成帧（定义帧的开始和结束)…1000011101010101… 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
7. 物理层：把bit流转成电信号的形式放在链路上进行传输。主要任务是在物理媒体上实现比特流的透明传输（指不管所传数据是什么样的比特组合,都应当能够在链路上传送）物理层传输单位是比特。
  
  功能：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
ISO/OSI参考模型解释通信过程：