计算机网络（第一章）
互联网
特指Interenet,起源于美国，现已发展称为世界上最大的、覆盖全球的计算机网络
计算机网络（简称网络）
由若干结点（node）和连接这些结点的链路（link）组成
网络把许多计算机连接在一起
互联网则把许多网络通过路由器连接在一起
与网络相连的计算机常称为主机
计算机网络的概念
计算机网络：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。
计算机网络是互连的、自治的计算机集合。
互连——互联互通 自治——无主从关系
计算机网络的功能
- 数据通信（连通性）
- 资源共享（硬件 软件 数据）
- 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
- 提高可靠性
- 负载均衡
计算机网络的组成
- 组成部分 硬件 软件 协议
- 工作方式：边缘部分（ 用户直接使用：C/S方式 P2P方式）、核心部分
- 功能组成：
- 通信子网 实现数据通信（各种传输介质、通信设备、相应的网络协议组成）
- 资源子网 实现资源共享/数据处理
计算机网络的分类
- 按分布范围
- 广域网WAN
- 城域网WAN
- 局域网WAN
- 个人区域网PAN
- 按使用者分
- 按照交换技术
- 电路交换
- 报文交换
- 分组交换
- 按拓扑结构
- 按传输技术
- 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的机制）
标准化工作
标准化 计算机网络至关重要
标准的分类
- 法定标准 由权威机构制定的正式的、合法的标准 OSI
- 事实标准 某些公司的产品在竞争中占据了主流，TCP/IP时间长了，这些产品中的协议和技术就成了标准
RFC（Request For Comments）——因特网标准的形式
RFC要上升为因特网正式标准的四个阶段：
- 因特网草案（Internet Draft）这个阶段还不是RFC文档
- 建议标准（Proposed Standard）从这个阶段开始成为RFC文档
- 草案标准（Draft Standard）
- 因特网标准（Internet Standard）
速率
速率即数据率或称数据传输率或比特率
比特 1/0位
连接在计算机网络上的主机在数字信道上传输数据位数，单位b/s kb/s Mb/s Gb/s Tb/s
1kb/s = 10^3 b/s
带宽
“带宽”原本指某个信号具有的频带宽度，即最高频率与最低频率之差，单位是赫兹（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，通常是指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”，单位是比特每秒（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。单位b/s kb/s Mb/s
吞吐量受网络的带宽或网络的额定速率的限制
时延
指数据（报文/分组/比特率）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
- 发送时延（传输时延）：从发送分组的第一个比特算起，到该分组的最后一个比特发送完毕所需的时间 发送时延 = 数据长度/信道贷款（发送速率）
- 传播时延 = 信道长度 / 电磁波在信道上的传播速率
- 排队时延
- 排队时延
时延带宽积
时延带宽积又称为以比特为单位的链路长度，即某段链路现在又多少比特
时延带宽积 = 传播时延 * 带宽
往返时延RTT
从发送方发送数据开始，到发送方收到接受方的确认（接受方收到数据后立即发送确认）总共经历的时延
RTT越大，在收到确认之前，可以发送的数据越多
RTT包括 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 = 有数据通过事件 / （有/ 无）数据通过时延
- 网络利用率信道利用率加权平均值
分层的基本原则
- 各层之间相互独立，每层只实现一种相对独立的功能
- 每层之间界面自然清晰。易于理解，相互交流尽可能少
- 结构上可分割开。每层都采用最合适的技术来实现
- 保持下层对上层的独立性，上层单向使用下层提供的服务
- 整个分层结构应该能出尽标准化工作
正式认识分层结构
实体 ：第n层中的活动元素称为n层实体。同一层的实体称为对等实体
协议： 为进行网络中的对等实体数据交换而建立的规则，标准或约定称为网络协议【水平】
- 语法：规定传输数据的格式
- 语义：规定所要完成的功能
- 同步：规定各种操作的顺序
接口（访问服务点SAP）：上层使用下层服务的入口
服务：下层为相邻上层提供的功能调用
网络体系结构是从功能上描述计算机网络结构
计算机网络体系够简称网络体系结构是分层结构
每层遵循某个/鞋网络歇息以完成本层功能
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
仅仅在相邻层间有结构，且所提供服务的具体实现细节对上一层完全屏蔽
计算机网络分层机构
- 7层OSI参考模型（法定标准）
- 物理层：主要任务是在屋里媒体上实现比特流的透明传输，物理层传输单位是比特
- 透明传输：指不管所传的数据是什么样的比特组合，都应当能够在链路上传送
- 功能一：定义接口特性
- 功能二：定义传输模式（单工、半双工、双工）
- 功能三：定义传输速率
- 功能四：比特同步
- 功能五：比特编码
- 数据链路层：主要任务是吧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）
- 功能一：成帧（定义帧的开始和结束）
- 功能二：差错控制 帧错 + 位错
- 功能三：流量控制
- 功能四：访问（接入控制 控制对信道的访问）
- 网络层：主要人数是把分组从那个源端传到目的端，为分组交换网上的不同主机提供通信服务，网络层传输的单位是数据报
- 功能一：路由选择
- 功能二：流量控制
- 功能三：差错控制
- 功能四：拥塞控制
- 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
- 功能一：可靠传输、不可靠传输
- 功能二：差错控制
- 功能三：流量控制
- 功能四：复用分用
- 复用：多个应用层进程可同时使用下面运输层的服务
- 分用：运输层把收到的信息分别交付给上面应用层中相应的进程
- 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的传输数据。这是会话，也是建立同步。
- 功能一：建立、管理、终止会话
- 功能二：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
- 表示层：用于处理两个通信系统中交换信息的表示方式（语法和语义）
- 功能一：数据格式变化
- 功能二：数据加密解密
- 功能三：数据压缩和恢复
- 应用层：所有能和用户交互产生网络流量的程序
- 4层TCP/IP参考标准（事实标准）
- 5层参考模型
不断更新中……
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