计算机网络概况

章节导学

  • 什么是计算机网络
  • 计算机网络的分类
  • 本章内容概览

什么是计算机网络

计算机网络主要由一些通用的、可编程的硬件互连而成，通过这些硬件，可以传送不同类型的数据，并且可以支持广泛和日益增长的应用。

  • 计算机网络不是软件概念，还包含硬件设备
  • 计算机网络不仅仅是信息通信，还可以支持广泛的应用

计算机网络的分类

网络的作用范围

  • 广域网（WAN）
  • 城域网（MAN）
  • 局域网（LAN）

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网络的使用者

  • 公用网络
  • 专用网络

本章内容概览

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计算机网络概览

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计算机网络的发展简史

  • 互联网的发展历史
  • 中国互联网的发展简史

计算机网络的层次结构

  • 层次结构设计的基本原则
  • OSI七层模型
  • TCP/IP四层模型

层次结构设计的基本原则

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  • 各层之间是相互独立的
  • 每一层要有足够的灵活性
  • 各层之间完全解耦

OSI七层模型

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  • OSI欲称为全球计算机都遵循的标准

  • OSI在市场化过程中困难重重，TCP/IP在全球范围成功运行

  • OSI最终并没有成为广为使用的标准模型

  • OSI的专家缺乏实际经验

  • OSI标准制定周期过长，按OSI标准生产的设备无法及时进入市场

  • OSI模型设计的并不合理，一些功能在多层中重复出现

TCP/IP四层模型

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此处特别说明一下，这两台服务器之间是通过路由器的网络层和网络接口层进行链接，路由器并没有使用传输层和应用层

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现代互联网的网络拓补

  • 边缘部分
  • 核心部分

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  • 接入设备数以亿计
  • 网络连接错综复杂
  • 网络覆盖边际全球

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  • 边缘部分
  • 核心部分

计算机的性能指标

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时延

时延可以理解为延时

  • 发送时延
  • 排队时延
  • 传播时延
  • 处理时延

发送时延

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传播时延

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排队时延

数据包在网络设备中等待被处理的时间

处理时延

数据包到达设备或者目的机器被处理所需要的时间

总时延 = 发送时延 + 排队时延 + 传播时延 + 处理时延

往返时间RTT

  • RTT（Route-Trip Time）是评估网络质量的一项重要指标
  • RTT表示的是数据报文在端到端通信中的来回一次的时间
  • 通常使用ping命令查看RTT

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物理层概述

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  • 物理层的作用
  • 信道的基本概念
  • 分用-复用技术

物理层的作用

  • 连接不同的物理设备
  • 传输比特流

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信道的基本概念

  • 信道是往一个方向传送信息的媒体
  • 一条通信电路包含一个接收信道和一个发送信道

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  • 单工通信信道
  • 半双工通信信道
  • 全双工通信信道

单工通信信道

  • 只能一个方向通信，没有反方向反馈的信道
  • 有线电视、无线电收音机等等

半双工通信信道

  • 双方都可以发送和接收信息
  • 不能双方同时发送，也不能同时接收

全双工通信信道

  • 双方都可以同时发送和接收信息

分用-复用技术

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  • 频分复用
  • 时分复用
  • 波分复用
  • 码分复用

数据链路层概述

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  • 封装成帧
  • 透明传输
  • 差错监测

封装成帧

  • "帧"是数据链路层数据的基本单位
  • 发送端在网络层的一段数据前后添加特定标记形成“帧”
  • 接收端根据前后特定标记识别出“帧”

物理层才不管你“帧”不“帧”

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透明传输

  • “透明”在计算机领域是非常重要的一个术语
  • “一种实际存在的事物却又看起来不存在一样”
  • “既是控制字符在帧数据中，但是要当做不存在的去处理”

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我们需要对数据中的控制字符进行特殊管理

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如果数据中也出现了转义字符的话，那我们只需要在转义字符前面再加上转移字符即可

  • 编程语言中“\”一般为转义字符
  • “\n”、“\t”等控制字符
  • "\"、"\\"

差错监测

  • 物理层只管传输比特流，无法控制是否出错
  • 数据链路层负责起“差错监测”的工作

数据链路层的差错检测

  • 奇偶校验码
  • 循环冗余校验码CRC

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循环冗余校验码CRC

  • 一种根据传输或保存的数据而产生固定位数校验码的方法
  • 监测数据传输或者保存后可能出现的错误
  • 生成的数字计算出来并且附加到数据后面

模“2”除法

  • 模“2”除法是二进制下的除法
  • 与算术除法类似，但除法不借位，实际是“异或”操作

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  • 选定一个用于校验的多项式G（x），并在数据尾部添加r个0
  • 将添加r个0后的数据，使用 模“2”除法除以多项式的位串
  • 得到的余数填充在元数据r个0的位置得到可校验的位串

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  • CRC的错误检验能力与位串的阶数r有关
  • 数据链路层只进行数据的检测，不进行纠正

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最大传输单元MTU

  • MTU
  • 路径MTU

MTU

  • 最大传输单元MTU（Maximum transmission Unit）
  • 数据链路层的数据帧也不是无限大的

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数据帧过大或过小都会影响传输的效率

总时延 = 发送时延 + 排队时延 +传播时延　＋处理时延

路径MTUimg

以太网协议详解

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  • MAC地址
  • 以太网地址

MAC地址

  • MAC地址（物理地址、硬件地址）
  • 每一个设备都拥有唯一的MAC地址
  • MAC地址共48位，使用十六进制表示

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以太网协议

  • 以太网（Ethernet）是一种使用广泛的局域网技术
  • 以太网是一种应用于数据链路层的协议
  • 使用以太网可以完成相邻设备的数据帧传输

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posted @ 2022-04-03 23:34  WonderC  阅读(113)  评论(0)  编辑  收藏  举报