第一章、计算机网络体系结构
1 计算机网络的概念、功能、组成和分类
1.1 网络的概念
计算机网络:将分散的、具有独立功能的计算机系统,通过通信设备(交换机、路由器)和线路连接起来,由功能完善的软件实现资源共享和信息传递。
是一个互联的、自治的计算机集合。
1.2 计算机网络的功能
- 数据通信 ※
- 资源共享(分为硬件、软件、数据) ※
- 分布式处理(Hadoop平台)
- 提高可靠性(一台机器宕机了,存在替代机)
- 负载均衡(分布式的一种效果)
1.3 计算机网络的组成
计算机网络组成部分为硬件、软件和协议。
硬件如:主机、链路(双绞线,光纤)、通信设备(路由器、交换机)
软件,安装在端系统上的软件qq、ftp
协议,是一系列规则和约定的集合
工作方式:分为边缘部分和核心部分
边缘部分主要是主机(端系统),通信可分为 C/S 方式和 P2P 方式
核心部分主要为边缘部分服务,路由器等
计算机网络的功能组成
通信子网 + 资源子网
1.4 计算机网络的分类
-
按照分布范围
广域网WAN(主要使用交换技术)、城域网MAN、局域网WAN(广播技术)、个人区域网PAN -
按照使用者
公用网(中国移动)、专用网(军队、政府银行使用) -
按照交换技术
电路交换、报文交换、分组交换 -
按照拓扑结构
总线型、星型、环形、网状型(常用于广域网,如Internet) -
按照传输技术分
广播式网络(共享公共通信信道)
点对点网络(分组存储转发和路由选择机制)
1.5 小结
2 标准化工作及其相关组织
要实现不同厂商硬件、软件之间的相互连通,必须要遵从统一的标准。
3 网络的性能指标-速率、带宽和吞吐量
3.1 速率
速率 是 \(10^3\),往往以 bit 做单位,小写 b
存储容量 是\(2^10\),往往以 Byte 做单位,大写 B
3.2 带宽
带宽指的是发送端发送数据的速率
3.3 吞吐量
4 网络的性能指标2-时延、时延带宽积、往返时间RTT、利用率
4.1 时延
指数据从网络的一端传送到另一端所需要的时间。主要分为发送时延(传输时延)、传播时延、排队时延、处理时延。
4.2 时延带宽积
时延带宽积 = 传播时延 * 带宽
4.3 往返时延 RTT
从发送方发送数据开始,一直到发送方接收到接收方的确认(接收方收到数据后立即发送确认)。总共经历的时延。
RTT越大,在收到确认之前,可以发送的数据越多
4.4 利用率
利用率分为信道利用率和网络利用率。
4.5 小结
5 分层结构、协议、接口和服务
为什么要分层
分层结构
小结
6 OSI参考模型
为了解决计算机网络复杂的大问题,我们按功能划分,提出了分层模型。
为了支持异构网络系统的互联互通,国际标准化组织 ISO 提出了 开放系统互联 OSI 参考模型。但是理论成果,市场失败。
6.1 ISO/OSI参考模型解释通信过程
其中上四层是端到端的,下三层是点到点的。
6.2 每一层简介
应用层
表示层
会话层
传输层
进程与进程的通信,是端到端的通信,他是需要端口号的。
流量控制指的是双发速度是否匹配,控制发送方的速度。
复用:多个应用层进程可以同时使用下面运输层的服务
分用:运输层收到的信息分别交付给上面应用层中相应的进程
主要是根据端口号决定给哪个进程。
协议为 TCP、UDP
网络层
数据链路层
物理层