计算机网络-1-概述

Posted 2021-06-30 LL.LEBRON

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了计算机网络-1-概述相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

计算机网络-1-概述

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1.1计算机网络的概念

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1.2计算机网络的功能

数据通信（连通性）
资源共享
- 硬件资源共享
- 软件资源共享
- 数据资源共享
分布式处理

多台计算机各自承担同一工作任务的不同部分----如：Hadoop平台
提高可靠性
负载均衡
…

1.3计算机网络的组成

组成部分
- 硬件
- 软件
- 协议
工作方式
- 边缘部分：用户直接使用
  - C/S方式
  - P2P方式
- 核心部分：为边缘部分服务
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

1.4算机网络的分类

按分布分为分：
- 广域网（WAN）（交换技术）
- 城域网（MAN）
- 局域网（LAN）
- 个人区域网（PAN）
按使用者分：
- 公用网
- 专用网
按交换技术分：
- 电路交换
- 报文交换
- 分组交换
按拓扑结构分：
- 总线型
- 星型
- 环型
- 网状型（常用于广域网）
按传输技术分：
- 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

1.5总结

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2.1标准化工作

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3.1速率

定义：速率即数据率或称数据传输率或比特率。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,Gb/s,Tb/s。

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3.2带宽

定义：计算机网络中，带宽用来表示网络的通信线路传送数据的能力，通常指单位时间内从网络中的某一点到另一点所能通过的“最高数据率”。单位是“比特每秒”。网络设备所支持的最高速度。
单位：b/s,kb/s,Mb/s,Gb/s,Tb/s。

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3.3吞吐量

定义：表示在单位时间内通过某个网络（或信道，接口）的数据量。

吞吐量受网络的带宽或网络的额定速率的限制。
单位：b/s,kb/s,Mb/s,Gb/s,Tb/s。

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3.4时延

定义：指数据（报文/分组/比特流）从网络（或链路）的一端传送到另一端所需要的时间。也叫延迟或迟延。单位是秒(s)。

时延分为四大类：

发送时延：从发送分组的第一个比特算起，到该分组的最后一个比特发送完毕所需的时间。

计算公式：发送时延=数据长度/信道带宽(发送速率)
传播时延：取决于电磁波传播速度和链路长度。

计算公式：传播时延=信道长度/电磁波在信道上的传播速率
排队时延：等待输出/入链路可用所需时间。
处理时延：检错，找出口

3.5时延带宽积

时延带宽积又称为以比特为单位的链路长度。

计算公式：
$时延带宽积 (b i t) = 传播时延 (s) * 带宽 (b / s)$

3.6往返时延RTT

定义：从发送方发送数据开始，到发送方收到接收方的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。

RTT包括：
- 往返传播时延=传播时延2
- 末端处理时间

3.7利用率

分为信道利用率和网络利用率。

信道利用率

计算公式：信道利用率=有数据通过时间/（有+无）数据通过时间
网络利用率

计算公式：网络利用率=所有信道利用率加权平均值
时延与利用率的关系

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3.8总结

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4.1为什么要分层？

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4.2怎么分层？

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。
- 各层之间界面自然清晰，易于理解，相互交流可能少。
- 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椎化工作。

4.3正式认识分层结构

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4.4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,还包括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，而实现是指能一些的一些软件和硬件。

5.1计算机网络分层结构

计算机网络分层结构分为：

7层 OSI 参考模型（法定标准）
4层 TCP/IP 参考模型（事实标准）

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5.2OSI参考模型

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应用层
- 定义：所有能和用户交互产生网络流量的程序。
- 典型的应用层服务：文件传输（FTP），电子邮件（SMTP），万维网（HTTP）。

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表示层
- 定义：用来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：
  1. 数据格式交换
  2. 数据加密解密
  3. 数据压缩和恢复
- 主要协议：JPEG，ASCII。

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会话层
- 定义：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，这是会话，也是建立同步。
- 功能：
  1. 建立，管理，终止会话。
  2. 使用校验点可以使会话在通信失效时从校验点/同步点继续恢复通信，实现数据同步。
- 主要协议：ADSP,ASP。
传输层
- 定义：负责主机中两个进程的通信，即端到端的通信。传输单位是报文段或用户数据报。
- 功能：
  1. 可靠传输，不可靠传输
  2. 差错控制
  3. 流量控制
  4. 复用分用

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网络层
- 定义：主要任务是把分组从源端传到目的端，为分组交换网上的不同主机提供通信服务。网络层传输单位是数据报。
- 功能：
  1. 路由选择（最佳路径）
  2. 流量控制
  3. 差错控制
  4. 拥塞控制

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数据链路层
- 定义：主要任务是把网络层传下来的数据报组装成帧。传输单位是帧。
- 功能：
  1. 成帧（定义帧的开始和结束）
  2. 差错控制（帧错+位错）
  3. 流量控制
  4. 访问（接入）控制（控制对信道的访问）

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物理层
- 定义：主要任务是在物理媒体上实现比特流的透明传输。物理层传输单位是比特。
  
  透明传输：指不管所传数据是什么样的比特组合，都应当能够在链路上传送。
- 功能：
  1. 定义接口特性
  2. 定义传输模式（单工，双工，半双工）
  3. 定义传输速率
  4. 比特同步
  5. 比特编码