[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