《计算机网络》谢希仁(第7版) 第一章
《计算机网络》谢希仁(第7版) 第一章
https://blog.csdn.net/yjin_woo/article/details/71713936
第1章 概述
Internet(因特网/互联网)是世界上最大的覆盖全球的计算机网络,互联网之所以能向用户提供服务,是因为互联网具有两个重要特点,即连通性和共享。
连通性,就是互联网使上网用户之间可以便捷经济地交换各种信息;
共享,就是资源共享。
计算机网络(简称网络)由若干结点和连接结点的链路组成。结点可以是计算机、集线器、交换机或路由器等。
网络把许多计算机连接在一起,而互联网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。
互联网从工作方式上看可以划分为:(1)边缘部分(资源子网),由所有连接在互联网上的主机组成。(2)核心部分(通信子网),由大量网络和连接这些网络的路由器组成,为边缘部分提供连通性和交换。
互联网的边缘部分: 处在互联网边缘的部分就是连接在互联网上的所有主机,这些主机又称为端系统,“主机A的某个进程和主机B上另一个进程进行通信“ 可以简称为“计算机之间通信”,通信方式通常划分为两大类,客户—服务器方式(C/S方式)和对等方式(P2P方式)。
-
客户—服务器方式,客户和服务器都是指通信中的两个应用进程,客户程序主动向服务器发起通信(请求服务),必须知道服务器程序地址;服务器程序可同时处理多个请求,需要强大硬件和高级操作系统。
-
对等连接方式,指两台主机在通信时不区分服务请求方和服务提供方,可以进行平等的、对等连接通信。
互联网的核心部分:在网络核心部分起特殊作用的是路由器,路由器是实现分组交换的关键构建,其任务是转发分组,这是网络核心部分最重要功能。
电路交换,通信前建立连接—>通话—>释放连接,这种交换方式信路独占性、实时性强,浪费资源,传输效率低。
分组交换,要发送的整块数据称为一个报文,将报文分成一个个更小的等长数据段,每个数据段加上首部(由必要的控制信息组成)后构成一个分组,主机将分组发送给路由器,路由器收到分组先存储一下,检查首部,查找转发表,转发给下个路由器,一步一步以存储转发的方式交付目的主机。
报文交换,将整个报文发送给相邻结点,全部存储后查表并转发给下一个结点,一步一步存储转发到目的主机。
分组交换优点:
高效 动态分配传输带宽,对通信链路是逐段占用。
灵活 以分组为传送单位和查找路由。
迅速 不必先建立连接就能向其他主机发送分组。
可靠 保证可靠性的网络协议;分布式的路由选择协议使网络有很好的生存性。
计算机网络类别,按网络的作用范围进行分类:
(1)广域网WAN
(2)城域网MAN
(3)局域网LAN
(4)个人区域网PAN
按网络的使用者分类: (1)公用网 (2)专用网
计算机网络的性能指标:
1.速率 指数据的传送速率,也称数据率或比特率
2.带宽 表示网络中某通道传送数据的能力,在单位时间内网络中某信道所能通过的“最高数据率“
3.吞吐量 单位时间内通过某个网络(信道或接口)的实际的数据量
4.时延 包括发送时延,传播时延,处理时延,排队时延(取决于网络当时通信量)
5.时延带宽积 即传播时延和带宽相乘,度量链路数据有多少个比特
6.往返时间RTT
7.利用率 有信道利用率和网络利用率两种,利用率过高会产生很大的时延、
计算机网络体系结构:
网络协议三要素:语法、语义、同步(时序)
计算机网络的各层及其协议的集合就是网络的体系结构
五层协议的体系结构:
(1)应用层,任务是通过应用进程间的交互来完成特定网络应用,如DNS,HTTP协议
(2)运输层,任务是向两台主机中进程之间的通信提供通用的数据传输服务。主要使用TCP、UDP协议
(3)网络层,负责为分组交换网上的不同主机提供通信服务。使用IP协议,分组又叫做IP数据报
(4)数据链路层,使用专门的链路层协议,在相邻两个结点之间传送数据时,数据链路层将网络层交下来的IP数据报组装成帧,在两个相邻结点间的链路上传送帧,每一帧包括数据和必要的控制信息。
(5)物理层,确定物理设备如何连接。
延伸:
集线器:用于连接众多计算机(如PC)的网络设备,缺点是同一个以太网(就是局域网)中计算机数量多了,就会出现冲突域。不缓存通讯数据。集线器不记录电脑的MAC地址(因此广播通讯),不缓存通讯数据(即为排队)。集线器共享接口带宽。
以太网:又称以太局域网,就是局域网。
冲突域:集线器下连接着多台电脑,其中两台在通讯时,其他电脑就无法通讯,此时成为冲突域。原因是集线器是通过广播进行通讯的。
网桥:在扩展以太网时,增加集线器来连接更多PC,必然会导致更大的冲突域,于是有记录MAC地址功能的网桥出现了。网桥用在两个集线器之间。网桥记录电脑的MAC地址。
交换机:网桥的接口数量不断增加,后来干脆变成很多接口的交换机,直接用交换机连接众多电脑,省去了集线器。因此,交换机的前身是网桥。交换机记录电脑的MAC地址(因此不广播,安全),缓存通讯数据(即为排队),不会出现冲突域。交换机可以是全双工通信,接口独享带宽。
路由器:负责连通不同的局域网。由于路由器工作在网络层,可以看到IP地址,选择最近传送路径,所以路由器属于三层设备。
网络设备信息传输示意图