[计算机网络]-知识点整理 第一章-计算机网络概述
计算机网络的一些相关知识
1.三网——电信网络,有线电视网络,计算机网络
2.计算机网络:是一个将分散的、具有独立功能的计算机系统,通过通信设备与线路连接起来,由功能完善的软件实现资源共享和信息传递的系统。
3.计算机网络的功能:数据通信和资源共享(最重要)、分布式处理、提高可靠性、负载均衡
互联网概述
网络,互连(非“联”)网,因特网的概念
起源于美国的因特网现在是世界上最大的国际性计算机网络
网络由若干节点和连接这些节点的链路组成(节点可以是计算机,集线器,交换机,路由器等)
网络和网络之间通过路由器连接起来,构成了互连网——即网络的网络
因此,网络把许多计算机连接在一起,互连网将许多网络连接在一起
计算机网络体系结构
1.OSI七层网络
物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层
(理论成功,市场失败。缺乏实际使用经验,过于复杂,制定周期过长,层次划分不合理)
2.TCP/IP四层网络结构
网络接口层(物理层、数据链路层)、网络层、运输层、应用层(会话层、表示层、应用层)
3.相同点不同点
相同点:
(1)OSI参考模型和TCP/IP参考模型都采用了层次结构的概念。
(2)都能够提供面向连接和无连接两种通信服务机制。
(3)基于独立的协议栈的概念
不同点:
OSI定义三点:服务、协议、接口
OSI先出现,参考模型先于协议发明,不偏向特定协议
TCP/IP设计之初就考虑到异构网互联问题,将IP作为重要层次
OSI参考模型在网络层无连接+面向连接,传输层面向连接;TCP/IP模型在网络层无连接,传输层无连接+面向连接
互联网的组成
组成部分—硬件、软件、协议
工作方式—边缘部分、核心部分
边缘部分(用户直接使用的主机):
端系统之间的通信可以分为两种方式——客户/服务器方式(CS方式),对等方式(P2P方式)(第六章 6.9节)
核心部分(路由器,为边缘部分提供服务):
向网络边缘部分的主机提供连通性服务,其核心部件是实现分组交换的路由器(用来转发分组)
功能组成—通信子网(实现数据通信)、资源子网(实现资源共享/数据处理)
通信子网:物理层(集线器、中继器)、数据链路层(交换机、网桥)、网络层(路由器)
资源子网:会话层、表示层、应用层
(注:中间传输层承上启下)
具有五层协议的体系结构(结合OSI的七层协议体系结构和TCP/IP的四层结构)
应用层——通过应用进程间的交互来完成特定网络应用
服务:FTP、SMTP、HTTP
(表示层——用于处理在两个通信系统中交换信息的表示方式(语法和语义)。功能:数据格式变换、数据加密解密、数据压缩和恢复)
(会话层——向表示层实体/用户进程提供建立连接并在连接上有序地传输数据。功能:建立、管理、终止会话;使用检验点可使会话在通信失效时从检验点/同步点继续恢复通信,实现数据同步。主要协议:ADSP、ASP)
传输层——向两个主机进程之间的通信提供通用的数据传输服务(功能:可靠/不可靠传输、差错控制、流量控制、复用分用)
复用:多个应用层进程可同时使用下面运输层的服务
分用:运输层把收到的信息分别交付给上面应用层中相应的进程
主要协议:TCP协议UDP协议
网络层——分装成数据包——IP数据报使用IP协议(功能:路由选择、流量控制、差错控制、拥塞控制)
主要协议:IP、IPX、ICMP、IGMP、ARP、RARP、OSPF
数据链路层——分装成帧(成帧、差错控制、流量控制、访问(接入)控制)
主要协议:SDLC、HDLC、PPP、STP
物理层——考虑的是比特流的传输问题,屏蔽传输媒体的差异性,透明传输(不管所传数据是什么样的比特组合,都应该能够在链路上传送)。功能:定义接口特性、定义传输模式(单工、半双工、双工)、定义传输速率、比特同步、比特编码
主要协议:Rj45、IEEE802.3
分层结构相关概念:
1.实体:任何可以接受或者发送信息的软件进程或者硬件
2.网络协议:(明确规定交换数据的格式和有关同步问题)为进行网络中的数据交换而采取建立的规则,标准或约定
3.接口(访问服务点SAP):上层使用下层服务的入口
4.服务:下层为相邻上层提供的功能调用。
(注:在协议控制下,下层向上层提供服务,所以协议是水平的,服务是垂直的)
PDU--协议数据单元:OSI参考模型为对等层次之间传送的数据单位的命名
SDU—服务数据单元:为完成用户所要求的功能而应传送的数据。
PCI—协议控制信息:控制协议操作的信息
三要素:语法 语义 同步
语法:规定传输数据的格式
语义:规定所要完成的功能
同步:规定各种操作的顺序
计算机网络的类别
按分布范围分
广域网WAN (使用交换技术) 最大广域网Internet
城域网MAN
局域网LAN (使用广播技术) 覆盖范围小 带宽固定100米内
个人区域网PAN
按网络的使用者
公用网—中国电信
专用网—政府、军队
按交换技术分
电路交换:建立连接——通话——释放连接(两个用户在连接期间始终占用端到端的通信资源)(连接指专用的物理通道)
报文交换:
分组交换:存储转发,将报文(要发送的整块数据)划分为几个分组,利用相关控制信息进行分装为数据单元 ,然后进行转发
按拓扑结构分
总线型、星型、环形、网状型
按传播技术分
广播式网络:共享公共通信信道
点对点网络:使用分组存储转发和路由选择机制
因特网发展的三个阶段——
第一阶段:单网络ARANET——1969年美国国防部建立的第一个分组交换网
第二阶段:三级结构的因特网——主干网,地区网,校园网
第三阶段: 多层次ISP(因特网服务提供者)结构的因特网
ISP运营商—电信、移动
因特网的标准化工作
法定标准:
OSI标准——由国际标准化组织制定的网络标准
事实标准:
某些公司的产品在竞争中占据主流,TCP/IP协议
RFC(Request For Comments)—因特网标准的形式
上升为RFC标准的四个阶段:
1)因特网草案:不是RFC文档
2)建议标准:是RFC文档
3)草案标准:IETF、IAB审核
4)因特网标准
相关组织:
国际标准化组织ISO:OSI参考模型、HDLC协议
国际电信联盟ITU:规定通信规则
国际电气电子工程师协会IEEE:学术机构、IEEE802系列标准、5G
Internet工程任务组IETF:负责因特网相关标准的制定(RFC XXXXXX)
计算机网络的性能指标
速率:数据率或数据传输率或比特率
比特:1/0位,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,kv/s,Mb/s,Gb/s,Tb/s
带宽:单位时间内信道能通过的最高数据率,单位比特每秒。
吞吐量:单位时间内通过某网络(信道或者接口)的实际数据量,单位b/s
(注:受到网络的带宽或网络的额定速率的限制)
时延:指数据从网络的一端传送到另一端所需的时间。也叫延迟。
发送时延:发送端发送一个完整的数据帧所需要的时延(受长度和发送速度影响)
发送时延=数据长度/信道带宽
传播时延:电磁波在信道中传播所需要的时间(受传播速度和链路长度影响)
传播时延=信道长度/电磁波在信道上的传播速度
排队时延:在路由器中等待分组时间
处理时延:主机或路由器处理数据分组时花费的时间
时延带宽积——以比特为单位的链路长度(容量)
时延带宽积=传播时延X带宽
往返时间RTT:从发送方发送数据开始,到发送方受到接收方的确认
RTT包括:往返传播时延=传播时延X2+末端处理时间
利用率:包括信道利用率和网络利用率
信道利用率=有数据通过的时间/(有+无)数据通过的时间
网络利用率=信道利用率加权平均值
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/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
只有下层对上层进行服务
仅仅在相邻层间有接口,且所提供服务的具体实现细节对上一层完全屏蔽
体系结构是抽象的,而实现是指能运行的一些软件和硬件