计算机网络-计算机网路体系结构（概念，组成，功能，分类，标准化工作及相关组织，性能指标（速率，带宽，吞吐量，时延，时延带宽积，往返时间RTT，利用率））

1. 计算机网络的概念，组成，功能，分类

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。

功能：

1. 数据通信
2. 资源共享：同一个计算机网络上的其他计算机可使用的某台计算机的计算机资源的行为，可共享硬件、软件、数据。
3. 分布式处理：多台计算机共同承担同一任务的不同部分。
4. 提高可靠性
5. 负载均衡

计算机网络发展：

ARPAnet网 - > 1983年tcp/ip协议引入ARPAnet - > Internet互联网

1985年创建NSFNET（美国国家科学基金网，三层网络结构）- >多层次ISP（网络服务提供商）结构

网络是把许多计算机连接起来，互联网则是把许多网络连接起来。

组成：

• 从组成成分上划分：计算机网络是由硬件，软件，协议组成
• 从工作方式上划分：边缘部分+核心部分
  边缘部分：各种计算机，服务器等之间进行通信（客户端服务器通信（c/s）或p2p模式（对等模式））
  核心部分：路由器，网络等设施为边缘部分服务。
• 从功能方式上进行划分：根据网络的数据通信和资源共享分为通信子网和资源子网两部分。
  通信子网：实现数据通信（网络层，数据链路层，物理层）
  资源总网：实现资源共享，数据处理（应用层，会话层，表示层）

分类：

• 按照分布范围：广域网WAN（交换技术），城域网MAN，局域网LAN（广播技术），个人区域网PAN
• 按照使用者划分：公用网，专用网
• 按照交换技术：电路交换、报文交换、分组交换
• 按照拓扑形状分类：总线型，星形，环形等
• 按照传输技术分：广播式网络，点对点网络
  广播式网络：共享公告通信信道
  点对点式网络：使用分组存储转发和路由选择机制

2. 标准化工作及相关组织

• 国际标准化组织ISO：ISO模型、HDLC协议
• 国际电信联盟ITU：制定通信规则
• 电气和电子工程师协会IEEE：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 XXXX

3. 性能指标

速率，带宽，吞吐量

速率：

速率即数据率或称数据传输率或比特率。

表示了：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。
单位是b/s，kb/s，Mb/s，Gb/s，Tb/s

单位换算：
千1kb/s=10³b/s
兆1Mb/s=10³kb/s=10⁶b/s
吉1Gb/s=10³Mb/s=10⁶kb/s=10⁹b/s
太1Tb/s=10³Gb/s=10⁶Mb/s=10⁹kb/s=10¹²b/s

形容速率的单位转化是以10的次方，存储容量转化是2的次方。

储存容量单位换算如下：（存储容量1Byte(字节)=8bit（比特)）
1KB=2¹⁰B=1024B=1024* 8b
1MB=2¹⁰KB=1024KB
1GB=2¹⁰MB=1024MB
1TB=2¹⁰GB=1024GB

带宽：

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，通常是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，kbys，Mb/s，Gb/s。

带宽也可以看作网络设备支持的最高速度

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。

带宽是理想状态，吞吐量是时机情况。一般吞吐量比带宽小。

时延，时延带宽积，往返时间RTT，利用率

时延：

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的时间。也叫延迟或迟延。单位是s。

时延分为如下几个：

1. 发送时延（传输时延）：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。理论值：（数据长度/信号带宽）

2. 传播时延：取决于电磁波传播速度和链路长度（链路长度/电磁波传输速度）

3. 排队时延：等待输出/输入链路可用所消耗的时间。

4. 处理时延：检错，寻路所耗时

在计算总时延时，需要把这几个时延加起来。

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时延带宽积：

时延带宽积=传播时延×带宽 单位是bit

时延带宽积又称为：以比特为单位的数据链路长度。

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往返时延RTT：

从发送方发送数据开始，到发送方收到接收方的确认（接收方收到数据后立即发送确认)总共经历的时延。

所以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
2. 末端处理时间（接受方处理数据的时间）

注意RTT不包含发送时延。

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利用率：

1. 信道利用率：链路中有数据通过的时间/总时间
2. 网络利用率：信道利用率的加权平均值。