[转]计算机网络基础
一、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（多台计算机协同工作）
- 提高性能（主备）
- 负载均衡
二、计算机网络组成
三、计算机网络的分类
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分布范围
广域网 WAN （交换技术）
城域网 MAN
局域网 LAN（广播技术）
个人局域网 PAN -
使用者
公用网（电信、联通、移动 等）
专用网 -
交换技术
电路交换
报文交换
分组交换 -
拓扑结构
总线型
星型
环型
网状型 -
传输技术
广播网络 （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机制）
四、基本概念
速率:
速率是指数据率或数据传输率或比特率 （每秒传输的比特数)
速率单位:
千 1kb/s = 10^3 b/s
兆 1Mb/s = 10^3 kb/s = 10^6 b/s
吉 1Gb/s = 10^3 Mb/s = 10^6 k/s = 10^9 b/s
太 1Tb/s = 10^3Gb/s =10^6 Mb/s = 10^9 k/s = 10^12 b/s
存储单位：1Byte(字节) = 8(bit) 比特
1kB = 2^10B = 1024*8 b
1MB = 2^10kB
1GB = 2^10MB
1TB = 2^10GB
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带宽
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中的某一点到另一点所能通过的 “最高数据率” ，单位 b/s。即：网络设备所支持的最高速度。（发送端的发送速率，不是传输速率）
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吞吐量
表示在单位时间内通过某个网络（或信道、光口）的数据量。单位 b/s kb/s Mb/s
吞吐量受网络带宽或网络的额定速率的限制。 -
时延
指 数据（报文、分组、比特流）从网络的一端所需要的时间。也叫延迟/迟延，单位 s
发送时延：发送分组的第一个比特算起到该分组的最后一个比特结束，所需时间。发送时延= 数据长度/信道带宽（发送速率）
传播时延: 电磁波在信道上传播所花费的时间，取决于电磁波的传播速度和链路长度。传播时延 = 信道长度/电磁波在信道上的传播速率
排队时延: 等待输出/输入链路可用（放在路由的缓存空间，在处理转发）
处理时延: 检错/找正确的出口的时间（Router） -
时延带宽积 = 传播时延 * 带宽 ，又称为比特为单位的链路长度，即：某段链路此时有多少比特。
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往返时延 RTT
从发送方发送数据（第一个数据）开始，到发送方接收到（第一个数据）接收方的确认总共经历的时延。往返传播时延 = 传播时延 * 2
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利用率
信道利用率：链路上有数据通过时间 / （有+无）数据通过时间
网络利用率：信道利用率的加权平均值
五、计算机网络分层结构—-详解
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应用层 （第七层）
所有能和用户交互产生网络流量的程序
文件传输（FTP）
电子邮件（SMTP）
万维网（HTTP）
2 . 表示层（第六层)
用于处理在两个通信系统中交换信息的表示方式（语法和语义）
功能一：数据格式变换
功能二：数据加密解密
功能三：数据压缩和恢复
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会话层（第五层）
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，即：会话，也即：建立同步（SYN）
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。 -
传输层（第四层）
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。（TCP/UDP）
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 -
网络层（第三层）
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。网络层的传输单位是数据报。协议：IP、IPX、ICMP、IGMP、ARP、RARP、OSPF
功能一：路由选择（选择合适的路由）
功能二：流量控制
功能三：差错控制
功能四：拥塞控制 -
数据链路层（第二层）
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。协议：SDLC、HDLC、PPP、STP
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） -
物理层（第一层）
主要任务是在物理媒介上实现比特流的透明传输，单位是比特。协议：Rj45、802.3
透明传输：无论接收到什么比特流，都无差别的在链路上传输
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 （发送速率）
功能四：比特同步
功能五：比特编码
六、TCP/IP模型
七、参考文献
[1] youngwanjin 作者：计算机网络基础 2020
