计算机网络概述

《计算机网络历史》

　　1969年，首先是单个网络 ARPANET 向互连网的发展，

　　即internet（互连网）,多个计算机网络互连而成的计算机网络

　　那个时候还没有规定的通信标准（协议）

 

　　1983年，TCP/IP协议成为  ARPANET 上的标准协议

　　使用TCP/IP协议的计算机都能利用互连网相互通信

　　即Internet（互联网）

 

　　1985年，NSF（National Science Foundation）建立了三级结构的互联网

　　（主干网，地区网，校园网）

　　后逐渐形成了全球范围的多层次ISP（Internet Service Provider）(互联网服务提供商)

　　ISP也分为主干ISP，地区ISP，本地ISP

　　后还出现了IXP（Internet eXchange Point ）(互联网交换点)，其主要作用是允许两个ISP网络相连并交换分组

　　

 

 

 

《互联网的组成》

　　从工作方式上看，分为：

　　　　1.边缘部分：用户直接使用的主机(电脑，各个智能电器等)

　　　　2.核心部分：大量网络和连接这些网络的路由器组成，为边缘部分提供服务

　　　　　（路由器某种程度上也像一台电脑，其有CPU ，操作系统等）

　　　　　

 

 

 　　　　　　　　　来想一下，各个边缘部分的主机如何通过核心部分这“一片未知的云”，进行交换数据的？

　　　　目前实现交换的方法最多的是分组交换技术

　　　　　　

 

 

 　　　　　　　　　　　将要发送的数据分组（包）

　　　　　　　需要注意的是每组包括首部（包头），原本的数据被分到各个组中

　　　　　　　但是不包括首部

　　　　　　　首部是包含目的地址和源地址等重要控制信息的地方

　　　　　　　　

 

 

 

 

　　　　　　　核心部分中的路由器则用来转发分组，即进行分组交换

　　　　　　　需要注意的是，路由器很“聪明”

　　　　　　　其会在某个分组的通信量过大时，转发给另一个路由转发（一个路由通常与多个路由连接形成链路）

　　　　　　　同时会根据分组的首部来查转发表，来转发

 

《计算机网络的性能》

 速率：

　　bit/s（bps,b/s）比特每秒

　　同时注意计算机网络中的10Gbit/s,进行换算的话

　　为10*10^9bit/s，与计算机组成原理中的不同

　　

　　同时像电信商所说的10G网络速率，通常省去了bit/s的单位

　　同时也描述的是标准速率（理想状态下），而非实际情况下的

 

带宽

　　在计算机网络中带宽指的是

　　　　网络中的最大传输速率（最高数据率）（bit/s）

 

　　这个概念要与吞吐量区分清楚，

　　吞吐量是网络中的实际传输速率　　　

 　　　　

 

 　　　　　　如图为某一网络链路中的传输速率

　　　　其中1Kbit/s为吞吐率，1Gbit/s为带宽

 

时延

　　数据从网络的一端到另外一端所需要花费的时间

　　总时延=发送时延+传播时延+处理时延+排队时延

　　

 

 

 　　　　传播时延只与传播介质有关

　　　　传播时延=信道长度/电磁波在信道上的传播速度

 

　　发送时延是主机或路由器发送数据量长度（bit）全部到数据通道上的时间

　　　　发送时延=发送数据量长度/发送速率

　　　　一般电信商所说的提高网络带宽是指提高发送速率

　　　　减少发送时延

　　　　而不是减少传播时延

　　

　　　　时延带宽积：

　　　　带宽可以理解为一个数据通道上的截面面积

　　　　传播时延可以理解为单位时间内一个数据通道的长度

　　　　那么

　　　　　　时延带宽积=带宽*传播时延

　　　　　　含义为从发送端发出但尚未到达接收端的比特数

　　 往返时间（往返时延）PTT

　　　　互联网上的信息不仅仅是单方向传输而且也要双向交互的

　　　　在双向交互的过程中是：

　　　　　　A->B(A向B发送数据)

　　　　　　B->A(同时B给A一个应答，

　　　　　　接下来A才能接着往下向B发送数据)

　　　　　　B->A这个过程所花费的时间为PTT

　　　　　　A->B的时间另外算

　　　　有效数据率=数据长度/（A->B时间+PTT）；

　　

 例题:

　　

 

 

 　　 　　先看上图中下面的具体例子：

　　　　　　分组大小1000B，分组头大小为20B

　　　　　　则每组中用来保存数据的大小为980B

　　　　　　主机H1向主机H2发送一个大小为980000B的文件

　　　　　　则说明可以分成980000/980=1000组

　　　按照分组交换，即可以并发地传输数据

　　　　　　即主机与路由器之间，路由器与路由器之间

　　　　　　传输数据时可以同时进行

 　　　　

 

 

 　　　　　　　　题目要求至少，所以只要过2个路由器和1个接收端,则如图

　　　　　　设传输时间为s=1000*8/（100*1000000）

　　　　　　则总时间S=1000*s+(3-1)*s=0.08016s=80.16ms

《实验上的补充》

　　思考一下：Web服务器与Web客户端如果要用数据线直连，用什么类型的数据线？

　　　　服务器与客户端是相同的设备，用交叉线

　　　　

 

 

 

 

　　　　如果是交换机与客户端就是不同设备，则用直连线

　　　　　　　

　　　

　　 同时要知道OSI的体系结构中

　　　　HTTP与应用层关联

　　　　TCP与运输层关联

　　　　IP与网络层关联

　　　　

 

 

1. Ping：用于测试与目标主机之间的连接是否正常以及网络延迟情况。通过向目标主机发送ICMP回显请求，并等待它的回复来评估连接状况。

2. Tracert（Windows）/traceroute（Linux）：追踪数据包在网络中的路径。它通过发送一系列的数据包并记录经过的路由器IP地址，来帮助诊断网络连接问题或跟踪数据包的传输路径。

3. Ipconfig（Windows）/ifconfig（Linux）：用于查看和管理网络接口的配置信息。它可以显示当前计算机的IP地址、子网掩码、默认网关、DNS服务器等网络设置。

4. Nslookup：用于查询域名系统（DNS）信息，例如解析域名为相应的IP地址、获取域名的MX记录（邮件交换记录）等。通过该命令，可以检查域名解析是否正确以及诊断DNS相关问题。

5. Netstat（Windows/Linux）：用于显示计算机上的网络连接、开放的端口以及正在监听的服务。它可以提供关于网络连接状态、网络统计数据和网络接口信息的详细视图，有助于排查网络连接和端口相关的问题。