计算机网路复习01

计算机网络的概念

• 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
• 计算机网络是互联的、自治的计算机集合
  • 互联：互联互通 ， 通信电路
  • 自治：无主从关系

计算机网络的功能

• 数据通信
• 资源共享
• 分布式处理
  • 提高可靠性
  •  负载均衡

计算机网络的组成

•  组成部分

         硬件、软件、协议（一系列规则和约定的集合）

•  工作方式

         1.边缘部分：用户直接使用（C/S方式    P2P方式）
         2.核心部分：为边缘部分服务
        

•  功能组成

         1.通信子网：实现数据通信
         2.资源子网：实现资源通信/数据处理
        

计算机网络的分类
 

• 按分布范围分布

         广域网（WAN）----广播技术、城域网（MAN）、局域网（LAN）----交换技术、个人区域网（PAN）
 

• 按使用者分

         公用网（中国电信）、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
 

• 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）
 

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标准的分类

• 法定标准：由权威机构制定的正式的、合法的标准 OSI
• 事实标准：某些公司的产品在竞争中占据了主流，时间长了，这些产品中的协议和技术就成了标准 TCP、IP

RFC要上升为因特网正式标准的四个阶段

1.  因特网草案（这个阶段还不是RFC文档）
2.  建议标准（从这个阶段开始成为RFC文档）
3. 现已取消
4. 因特网标准

 标准化工作的相关组织

• 国际标准化组织ISO：OSI参考模型、HDLC协议
• 伙计电信联盟：指定通信规则
• 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 XXX

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性能指标

• 速率：即数据率或称数据传输率或比特率

        比特 0/1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

        

• 带宽

        （1）原本指某个信号具有的频带宽度，即最高频率与最低频率之差，单位是（Hz）

        （2）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”, b/s, kb/s, Mb/s, Gb/s

•  吞吐量：表示在单位时间内通过某个网络（或信道，接口）的数据量

         单位：b/s , kb/s , Mb/s等

        吞吐量受网络的带宽或网络的额定速率的限制

• 时延：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的十几件。单位s

         发送时延：从发生分组的第一个比特率起，到该分组的最后一个比特发送完毕所需的时间

        

        传播时延：取决于电磁波传播速度和链路长度

        排队时延：等待输入/输出

        处理时延：检错、找出口

• 时延带宽积（bit）：传播时延(s)*带宽(b/s)

         时延带宽积又称以比特为单位的链路长度即“某段链路现在有多少比特（容量）”

• 往返时延RTT

         从发送方发送时间开始，带发送方收到接收方的确认总共经历的时延

• 利用率

         

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 分层结构

•  为什么要分层

        发送文件前要完成的工作：

1. 发起通信的计算机必须将数据通信的通路进行激活。
2. 要告诉网络如何识别目的主机
3. 发起通信的计算机要查明目的主机是否开机，并且与网络连接正常。
4. 发起通信的计算机要弄清楚，对方计算机文件管理程序是否已经过好了准备工作
5. 确保差错和意外可以解决。

 。。。。。。

•  怎么分层

        分层的基本原则：

1. 各层之间相互独立，每层只实现一种相对独立的功能。
2. 每层之间界面自然清晰，易于理解，相互交流尽可能少。
3. 结构上可分开，每层都采用最合适的技术来实现。
4. 保持下层对上层的独立性，上层单向使用下层提供的服务。
5. 整个分层结构应该能促进标准化工作。

• 正式认识分层结构

1. 实体：第n层中的活动元素称为n层实体。同一层的实体叫对等实体
2. 协议：为进程网络中的对等实体数据交换而建立的规则、标准或约定称为网络协议
   1. 语法：规定传输数据的格式
   2. 语义：规定所要完成的功能
   3. 同步：规定各种操作的顺序
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

 

         SDU服务单元：为完成用户所要求的功能而应传送的数据

         PCI控制信息单元：控制协议操作信息

         PDU协议数据单元：对等层次之间传送的数据单位

•  概念总结

1. 网络体系结构是从功能上描述计算机网络结构
2. 计算机网络体系结构简称网络体系结构的分层结构
3. 每层遵循某个/某些网络协议以完成本层功能
4. 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
5. 第n层在向n+1层提供服务时，此服务不仅包含第n层本身的功能，还包含下层服务提供的功能
6. 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
7. 体系结构是抽象的，而实现是指能运行的一些软件和硬件

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  ISO/OSI参考模型

•  怎么来的

         为了解决计算机网络复杂的大问题：分层结构（按功能）

•  ISO/OSI参考模型

 

• ISO/OSI参考模型解释通信过程 

1.  应用层：所有能和用户交互产生网络流量的程序
2. 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）。主要协议：JPEG、ASCII
   1. 数据格式变换
   2. 数据加密解析
   3. 数据压缩和恢恢复
3.  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。这是会话，也是建立同步。主要协议：ADSP、ASP
   1. 建立、管理、终止会话
   2. 使用校验点可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
4.  传输层：负责主机中两个进程的通信，即端到端的通信。主要协议：TCP、UDP。
   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（复用：多个进程可同时使用下面运输层服务；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）
5.  网络层：主要任务是把分组从源端传送到目的端，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。主要协议：IP、IPX、ICMP、IGMP、ARP、RARP、OSPF
   1. 路由选择
   2. 流量控制
   3. 差错控制
   4. 拥塞控制
6. 数据链路层：主要任务是把网络层传下来的数据报封装成帧，数据链路层/链路层的传输单位是帧。主要协议：SDLC、HDLC、PPP、STP
   1. 成帧（定义帧的开始和结束）
   2. 差错控制
   3. 流量控制
   4. 访问（接入）控制 控制对信道的访问 
7. 物理层：主要任务是在物理媒体上实现对比特流的透明传输，物理层传输单位是比特。主要协议：Rj45、802.3
   1.  定义接口特性
   2. 定义传输模式
   3. 定义传输速率
   4. 比特同步
   5. 比特编码

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 OSI参考模型与TCP/IP参考模型

•  相同点
  1. 都分层
  2. 基于独立的协议栈概念
  3. 可以实现异构网络互联
•  不同点
  1. OSI定义三点：服务、协议、接口
  2. OSI先出现，参考模型先于协议发明，不偏向特定协议
  3. 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
  4. ​​​​​​​​​​​​​​
     1. 面向连接分为三个阶段，第一是建立连接、在此阶段，发出一个建立连接的请求。只有在连接成功建立之后，才能开始数据传输，这是第二阶段。接着，当数据传输完毕，它必须释放连接
     2. 无连接没有那么多阶段，它直接进行数据传输 
•  5层参考模型

•  5层参考模型的数据封装与解封装

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