本章重要概念

1.计算机网络,把许多计算机连接在一起,互连网把许多网络连接在一起。

2.internet:指互连网,通用名词;   Internet:专指互联网,专有名词。

3.互联网现在采用存储转发的分组交换技术三层ISP结构。

4.互联网按照工作方式分为边缘部分核心部分,主机存在于计算机网络的边缘部分,作用是信息处理;路由器存在于计算机网络的核心部分,作用是按存储转发的方式进行分组交换

5.计算机通信是计算机中的进程之间的通信,计算机网络采用的通信方式是客户-服务器方式p2p(对等连接)。

6.客户和服务器是指通信中所涉及的应用进程。客户是服务请求方,服务器是服务提供方。

7.计算机网络按照作用范围不同,分为广域网WAN、城域网MAN、局域网LAN和个人区域网PAN。

8.计算机网络常用指标:速率、带宽、吞吐量、时延(发送、传播、处理、排队)、时延带宽积、往返时间和网路利用率。

9.网络协议即协议,是为进行网络中的数据交换而建立的规则。计算机网络的各层及其协议的集合,称为计算机网络的体系结构。

10.五层协议的体系结构由应用层运输层网络层(网际层)、数据链路层物理层组成。运输层最重要的协议是TCP和UDP协议,而网络层最重要的协议是IP协议。

第一章知识点

1.1 计算机网络的发展历程

1.2 计算机网络的标准化工作和管理工作

因特网的标准化工作是面向大众的,制定因特网标准经过的过程,互联网草案、建议标准、因特网标准。

1.3 电路交换、报文交换、分组交换

电路交换

一般来说,计算机之间的通信传送是突发式的,因此使用电路交换传送计算机数据,传输效率很低

报文交换

报文交换是分组交换的前身,在报文交换中,分组被整个的发送。
因此,报文交换的转发时延比分组交换很多,需要交换节点拥有的缓存空间很多。

分组交换

三者的对比

若要连续传送大量的数据,并且数据传送时间远大于建立连接的时间,则使用电路交换可以有较高的传输效率。然而计算机的数据传送往往是突发式的,采用电路交换时通信线路的利用率会很低
报文交换分组交换不需要建立连接(即预先分配通信资源),在传送计算机的突发数据时可以提高通信线路的利用率。
将报文构造成若干个更小的分组进行分组交换,比将整个报文进行报文交换的时延要小,并且还可以避免太长的报文长时间占用链路,有利于差错控制,同时具有更好的灵活性。

1.4 计算机网络的定义与分类

计算机网络的分类

计算机网络主要是由一些通用的、可编程的硬件互连而成的,而这些硬件并非专门用来实现某一特定目的(例如,传送数据或视频信号)。这些可编程的硬件能够用来传送多种不同类型的数据,并能支持广泛的和日益增长的应用。

计算机网络的分类

按照网络的覆盖范围广域网(WAN)、城域网(MAN)、局域网(LAN)、个域网(PAN)。
按照使用者分类:公用网专用网
按照传输介质分类:有线网络、无线网络
按照网络拓扑结构分类:总线型星型环型网状型
按照交换方式:电路交换分组交换报文交换

1.5 计算机网络的性能指标

速率

速率是指数据的传送速率(即每秒传送多少个比特),也称为数据率(Data Rate)或比特率(Bit Rate)。

速率的基本单位是比特/秒(bit/s,可简记为b/s,有时也记为bps,即bit per second)。速率的常用单位有千比特/秒(kb/s或kbps)、兆比特/秒(Mb/s或Mbps)、吉比特/秒(Gb/s或Gbps)以及太比特/秒(Tb/s或Tbps)。

带宽

用来表示网络的通信线路所能传送数据的能力,即在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。

数据传送速率 = min [ 主机接口速率,线路带宽,交换机或路由器的接口速率 ]

吞吐量

吞吐量是指在单位时间内通过某个网络或接口的实际数据量。吞吐量常被用于对实际网络的测量,以便获知到底有多少数据量通过了网络。

吞吐量受网络带宽的限制。

时延

时延是指数据从网络的一端传送到另一端所耗费的时间,也称为延迟迟延。 数据可由一个或多个分组、甚至是一个比特构成。

时延带宽积

时延带宽积是传播时延和带宽的乘积

往返时间

往返时间(Round-Trip Time,RTT)是指从发送端发送数据分组开始,到发送端收到接收端发来的相应确认分组为止,总共耗费的时间

利用率

链路利用率是指某条链路有百分之几的时间是被利用的(即有数据通过

网络利用率是指网络中所有链路的链路利用率的加权平均。

当某链路的利用率增大时,该链路引起的时延就会迅速增加

当网络的通信量较少时,产生的时延并不大,但在网络通信量不断增大时,分组在交换节点(路由器或交换机)中的排队时延会随之增大,因此网络引起的时延就会增大

丢包率

丢包率是指在一定的时间范围内,传输过程中丢失的分组数量与总分组数量的比率

1.6 计算机网络的体系结构

开放体系参考模型OSI

OSI参考模型是一个七层协议的体系结构,自上而下依次是应用层、表示层、会话层、运输层、网络层、数据链路层、物理层。

OSI失败原因

1.缺乏实际经验,完成OSI标准时没有商业驱动力

2.OSI协议实现起来过分复杂,从而运行效率很低

3.制定周期太长,按照OSI设备生产的设备无法及时进入市场

4.OSI层次划分不太合理,有些功能在多个层次中重复出现

TCP/IP参考模型

TCP/IP模型是全球覆盖范围最广用户数量最多的因特网所采用的模型。

是一个四层协议体系结构,自下而上依次是网络接口层、网际层、运输层和应用层。

网际协议IP是TCP/IP体系结构网际层核心协议。

传输控制协议TCP和用户数据报协议UDP是运输层的两个重要协议。

应用层包含了大量的应用层协议,超文本传送协议HTTP、简单邮件传送协议SMTP、域名系统DNS、实时运输协议RTP等。

UDP享受IP协议提供的不可靠传输服务TCP享受IP协议提供的可靠传输协议

TCP和IP两个协议来表示整个协议大家族,称为TCP/IP协议族,也叫做TCP/IP协议栈。

原理参考模型

原理参考模型是一个五层协议的体系结构,自上而下依次是物理层、数据链路层、网络层、运输层、应用层。五层协议原理体系结构将TCP/IP体系结构网络接口层重新划分为物理层和数据链路层,更有利于学习。

1.7 计算机网络体系结构中的专用术语

实体和对等实体

实体是任何可发送或接收信息的硬件或者软件进程。

对等实体是指通信双方相同层次中的实体。

实体是水平的。

协议

协议控制两个对等实体在“水平方向” 进行“逻辑通信”的规则的集合

协议的三要素:语义、语法、同步。

语义:定义通信双方要完成的操作

语法:定义通信双方所交换信息的格式

同步:定义通信双方的时序关系

服务

协议的控制下,两个对等实体水平方向的逻辑通信使得本层能够向上一层提供服务
要实现本层协议,还需要使用下面一层所提供的服务

实体看得见下层提供的服务,但并不知道实现该服务的具体协议。下层的协议对上层的实体是“透明”的。

在同一系统中相邻两层的实体交换信息的逻辑接口称为服务访问点SAP,它被用于区分不同的服务类型。

上层要使用下层所提供的服务,必须通过与下层交换一些命令,这些命令称为服务原语
服务是垂直的。

计算机网络第一章(下)

引用自《深入浅出计算机网络》—高军、《计算机网络(第八版)》—谢希仁。

本文对计算机网络这门课程进行归纳整理,旨在帮助自己更好理清脉络。