计网基础

计算机网络体系结构

分层结构，按照功能划分

水平交换信息：协议

垂直交换信息：下层需要为上层提供服务，上层可以使用下层的服务

接口：相邻层之间通过接口进行交互

OSI模型

理论成功，市场失败

七层（图）

物联网淑慧试用

资源子网：5-7层，数据处理

通信子网：1-3层，数据通信

 

1-3 点到点，只需管理下一个目的地

4-7端到端，记录最终目的地的消息

7应用层，需要联网使用的程序，FTP/SMTP/HTTP

6表示层，处理两个通信系统中交换信息的表示方式，语法和语义（解释含义），可以完成数据格式变换，数据加密解密，数据压缩和回复，ASCII

5会话层，为进程建立连接，并有序传输数据，可建立、管理、终止会话（数据交换定界），使用校验点可在校验点或同步点技术恢复通信，ADSP/ASP

4传输层，负责两个进程通信，传输单位为报文段/用户数据报，（可差留用），可靠/不可靠传输，差错控制，流量控制，复用分用，UDP/TCP

3网络层，把分组从源端传输到目的端，路由选择，为交换网上不同主机提供通信服务，IP / ICMP / IGMP / ARP / RARP / OSPF

2数据链路层，把数据报组装成帧，定义开始与结束的表示，差错控制，控制对信道的访问，SDLC / HDLC / PPP / STP

1物理层，在物理媒介上实现比特流的传输，定义接口特性，传输模式（单工、双工、半双工），传输速率，比特同步，比特编码，Rj45 / 802.3

TCP/IP模型

4层，底层的接口和传输、应用层都没有限制，只要能封装IP就可以用

 

 

 

 

5层模型

应用层：http、SMTP、ftp等网络协议                                                                  报文 message                                             

传输层：TCP-有连接、可靠的传输，                                                                   报文段 segment                                              网关 gateway    

　　　　UDP-无连接、不可靠                                                                             用户数据报                                                      

网络层：把传输层产生的数据封装成分组，通过IP地址进行传输                         分组、包 packet、IP数据报                            路由器 router                           

数据链路层：每帧包括数据和控制信息，如同比信息、地址信息、差错控制       帧 frame                                                          网桥、桥接器 bridge ，交换机交换局域网内数据

物理层：                                                                                                               位 bit                                                                转发器 repeater

 

两种模型的异同

相同	不同
1.分层 2.基于独立协议栈 3.可实现异构网络互联	1.OSI定义了服务、协议和接口，TCP/IP没有定义接口 2.OSI先出现，模型先被提出，不偏向特定协议 3.TCP/IP设计时考虑到异构网互联问题，以IP作为重要层次 4.看图

 

 

 

 

 

协议

计网交换信息遵守的规则，规定了交换信息的格式、意义、顺序、发生事件所采取的动作

同一层级两个实体交换信息的规则

如: http: ftp:

协议三要素

• 语法
• 语义
• 时序

 比如：http协议定义了多种与服务器交互的不同方法，基本的几种包括：GET/POST/PUT/DELETE/HEAD

网络模型

客户/服务器应用模型

客户发送请求，接收服务器响应

对等应用模型

通信在对等的实体键进行

 

接入线路

常见指标：

带宽：指数据传输最大速度（bps）

共享/独占

 

网络核心

关键功能：

路由：计算并确定转发路径

转发：正确输入输出

（图）

 

Internet结构

（图）

 

数据交换

电路交换

例如：电话网络

特点：独占资源

多路复用方法：

• 频分多用，在不同频带上分出多个子信号，同轴信号，有、tv看不同的频道
• 时分多用，把使用时间划分成等长的时间段（帧），帧内再划分时隙，每个用户占用固定序号的时隙
• 波分复用，光的频分复用
• 码分复用，每个用户需要用被分配到的码片序列，对原始数据进行编码，编码信号 = 原始信号 x 码片序列

报文交换

 报文：整个文件

分组交换

也称为统计多路复用

按需共享带宽

分组：把报文拆分成小数据包，每个数据包加上头信息组成分组

 

速度计算

报文交换	分组交换
报文长度 M bits 链路带宽 R bps 传输需要时间 nM/R s  n为节点数 （每个节点必须接受完才能发送）	产分出的分组长度 L bits , k个分组 链路带宽 R bps 每个分组传输时延 L/R s 传输需要时间 kL/R s +nL/R s n为节点数

 

（图）

速率

单位时间（秒）传输的信息（比特）量

单位：b/s = bps 、kb/s = kbps 、Mb/s=Mbps、Gb/s = Gbps

k=10^3, M=10^6, 

带宽：指数据传输最大速度（bps）

时延：转发分组时的延迟，排队等待转发，

• 节点处理延迟，分组差错检测，确定输出链路（一般低于毫秒级）
• 排队延迟， La/R  , a为分组到达队列的平均速率，L为分组长度，R为链路带宽，结果越接近0越小，越接近1越大。等待输出链路可用，取决于路由器拥堵程度
• 传输延迟，L/R，主机或路由器发送一个分组需要的时间，即从发送数据帧的第一个比特算起，到该帧最后一个比特发送完毕所需时间。（一般为毫秒级到毫秒级）
• 传播延时，d/s，一点传播到另一点需要的时间，和物理链路长度d和信号传播速度s有关，一般是指电磁波在信道中传播一定距离需要花费的时间。（几微秒到几百毫秒）

 

（图）

时延带宽积： 传播时延 x 带宽，单位：bit，用来指示发出的第一个比特到达链路终点时，一共发出多少个比特。即以比特为单位的链路长度

丢包：排队的分组占满缓存，后续到达的分组会被丢弃

吞吐量：发送端与接收端之间的传输数据速率（b/s）