1.1.计算机网络

Posted 2021-02-12 mybilibili

概念

计算机网络是互连的,自治的计算机集合

计算机网络的功能

1. 数据通信(连通性)
2. 资源共享(硬件,软件,数据)
3. 分布式处理(多台计算机各自承担同一任务的不同部分)
4. 提高可靠性(替代机器)
5. 负载均衡(使多台计算机一起亲密干活)

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 (客户端服务器方式)
  • p2p 方式 (对等方式)
• 核心部分 为边缘部分服务(路由器,网络)

功能组成

• 通信子网 实现数据通信 (各种传输介质,通信设备,相应的网络协议组成)
  • 网络层
  • 数据链路层
  • 物理层
• 资源子网 实现资源共享/数据处理 (实现资源共享的设备和软件的集合)
  • 应用层
  • 表示层
  • 会话层

七层协议

• 应用层
• 表示层
• 会话层
• 传输层
• 网络层 (路由器)
• 数据链路层 (交换机,网桥)
• 物理层 (集线器,中继器)

计算机网络的分类

按分布范围分

1. 广域网 WAN
2. 城域网 MAN
3. 局域网 LAN
4. 个人区域网 PAN

按使用者分

1. 公用网
2. 专用网 (军队,政府)

按交换技术分

1. 电路交换
2. 报文交换
3. 分组交换

按拓扑结构分

1. 总线型
2. 星型
3. 环型
4. 网状型

按传输技术分

1. 广播式网络
2. 点对点网络

标准化工作

标准的分类

• 法定标准 OSI
• 事实标准 TCP/IP

RFC(Request For Comments) 因特网标准的形式

(RFC 上升为因特网正式标准的 4 个阶段: 1.因特网草案 2.建议标准 3.审核 4.因特网标准)

相关组织

• 国际化标准组织 ISO => OSI 参考模型、HDLC 协议
• 国际电信联盟 ITU => 制定通信规则
• 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

速率

速率即数据率或数据传输率或比特率
比特是计算机中数据量单位 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,kb/s,Mb/s,Gb/s,Tb/s

速率
千 1 kb/s = 10^3 b/s
兆 1 Mb/s = 10^3k b/s = 10^6 b/s
吉 1 Gb/s = 10^3 Mb/s = 10^6 kb/s = 10^9 b/s
太 1 Tb/s = 10^3 Gb/s = 10^6 Mb/s = 10^9 kb/s = 10^12 b/s

存储容量
1(Byte) = 8(bit)
1KB = 2^10B = 1024B = 1024 * 8b
1MB = 2^10KB = 1024KB
1GB = 2^10MB = 1024MB
1TB = 2^10GB = 1024GB

带宽

1. "带宽"原本指某个信号具有的频带宽度,即最高频率和最低频率之差,单位赫兹(Hz)
2. 计算机网络中,带宽用来表示网络通信线路传送数据的能力,通常是指单位时间内从网络一点到另一点所能通过的"最高数据率".单位是"比特每秒",b/s,kb/s,Mb/s,Gb/s (网络设备所支持的最高速度,设备的物理极限)

带宽变大,单位时间内向链路中注入的数据量变多了,传输速率不变
实际生活中,发送速度基本达不到信道带宽

吞吐量

表示单位时间内通过某个网络(信道,接口)的数据量,单位 b/s,kb/s,Mb/s
吞吐量受网络的带宽和网络的额定速率的限制

时延

指数据(报文/分组/比特流)从网络(或链路)的一段传送到另一端所需的时间.也叫延迟或迟延,单位位 s

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
传播时延:指电磁波在信道上传输一定距离所花费的时间,取决于电磁波传播速度和链路长度
排队时延(路由器):等待输入/输出链路的可用时间
处理时延(路由器):检查错误、查找出口

时延带宽积

时延带宽积(单位 bit) = 传播时延(单位 s) × 带宽(发送最高速率,单位 b/s)

往返时延 RTT

从发送方发送数据开始(第一个 bit 位放到信道上),到发送方接收到接收方确认为止(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

RTT 包含

1. 往返传播时延 = 传播时延 × 2 (主要)
2. 末端处理时间(接收方)

利用率

1. 信道利用率
2. 网络利用率