计算机网络——概述

计算机网络——概述

目录

• 计算机网络——概述
  • 1. 速率相关的性能指标
    • 1.1 速率
    • 1.2 带宽
    • 1.3 吞吐量
    • 理解
  • 2. 时延相关指标
    • 2.1 时延
    • 2.2 时延带宽积
    • 2.3 往返时延 RTT
    • 2.4 利用率
      • 2.4.1 信道利用率
      • 2.4.2 网络利用率
      • 2.4.3 时延和利用率的关系图
  • 3. 分层结构
    • 3.1 为什么要分层，分层要做什么
    • 3.2 正式认识分层结构
    • 3.3 概念总结
  • 4. 参考模型
    • 4.1 OSI 流程简介
    • 4.2 TCP/IP 参考模型
    • 4.3 五层参考模型机器传输过程简介
  • 总结

1. 速率相关的性能指标

1.1 速率

定义：连接在计算机网络上的主机在数字信道上传送数据位数的速率
单位:b/s,Kb/s,Mb/s,Tb/s，
如果用字节表示，则是 B/s,KB/s,MB/s,TB/s
1Byte=8Bit

1.2 带宽

在计算机网络中，指的是网络设备所支持的最高速度，单位同速率，是理想条件下最高速率

1.3 吞吐量

指的是单位时间内通过某个网络的数据总量

理解

速率就是实际网速，带宽是理论网速（长城宽带警告），吞吐量是一个或多个设备的综合速率，比如说 1000m 宽带的路由器连着三部手机，每部手机都是 10mb/s 看片，那么速率就是 10mb/s，带宽是宽带的 1000m，路由器吞吐量是 30mb/s，即三者之和

2. 时延相关指标

2.1 时延

时延包括四大类

名称	描述	计算公式
发送时延	数据从主机到信道上所用的时间	发送的数据长度/发送速率
传播时延	数据在信道上传播所花费的时间	信道长度/电磁波在信道上传播的速率
排队时延	数据在路由器前等待前面数据处理的时间	无计算方式
处理时延	数据在路由器中处理需求的时间	无计算方式

使用高速链路(提高网速)，只能减小发送时延，无法减少其他三个时延

2.2 时延带宽积

公式：时延带宽积=传播时延 x 带宽
意思是链路上有多少比特的数据

2.3 往返时延 RTT

发送端发送数据开始，到发送端收到来自接收端的确认（接收端收到数据后便立即发送确认），总共经历的时延
RTT=传播时延 x2+处理时间(有时可能直接忽略)
怎样查看：使用 ping 命令

2.4 利用率

2.4.1 信道利用率

信道利用率=有数据通过时间/有+无数据通过时间

2.4.2 网络利用率

网络利用率=所有信道利用率加权求平均值

2.4.3 时延和利用率的关系图

利用率越高，延迟越大

3. 分层结构

3.1 为什么要分层，分层要做什么

（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。

3.2 正式认识分层结构

分层的基本原则

• 各层之间项目独立，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；
• 结构上下可分割开，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促进标准化工作；

3.3 概念总结

• 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(或某些)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 层在向第 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体现细节对上一层完全屏蔽！
• 体系结构是抽象的，而现实是指能运行的一些软件和硬件！

4. 参考模型

名称	英文	作用
应用层	Application Layer	直接为用户的应用进程（例如电子邮件、文件传输和终端仿真）提供服务。如 HTTP、SMTP、FTP、DNS 等
表示层	Presentation Layer	把数据转换为能与接收者的系统格式兼容并适合传输的格式，即让两个系统可以交换信息
会话层	Session Layer	负责在数据传输中设置和维护计算机网络中两台计算机之间的通信连接
传输层	Transport Layer	负责端到端通讯，可靠传输，不可靠传输 ，流量控制，复用分用
网络层	Network Layer	负责选择路由最佳路径，规划 IP 地址(ipv4 和 ipv6 变化只会影响网络层)，拥塞控制
数据链路层	Data Link Layer	帧的开始和结束，还有透明传输，差错校验(纠错由传输层解决)
物理层	Physical Layer	定义网络设备接口标准，电气标准(电压)，如何在物理链路上传输的更快

tip:物联网淑慧试用

4.1 OSI 流程简介

网络层及以上，每一层都要对上一层发送的数据进行处理（加个头部）
数据链路层不仅需要加头部，还需要加尾部
物理层什么都不加，只管发送数据（比特流）

4.2 TCP/IP 参考模型

• 两种模型的相同点
• 二者都分层
• 二者都基于独立的协议栈的概念
• 二者都可以实现异构网络互联
  

4.3 五层参考模型机器传输过程简介

总结