计算机网络是信息技术领域的重要组成部分,它涉及数据的传输、交换和路由等核心概念。《计算机网络》第七版,由谢希仁编著,是深入学习这一领域的经典教材。以下是该书第一章和第二章中涉及的一些关键知识点:
1. **分组交换**:
分组交换是一种网络通信方式,其主要特点是将大的数据报文拆分成若干小的数据包(分组),每个分组在传输过程中都会加上首部信息,然后通过路由器进行存储转发。这种方式允许在网络中灵活地选择最佳路径,提高网络资源利用率,并且在目的地重新组合分组。
2. **电路交换、报文交换与分组交换的比较**:
- **电路交换**:适用于连续的数据传输,如语音通话。优点是通信质量稳定,但缺点是预先占用固定带宽,不适用于突发性数据传输。
- **报文交换**:适合突发数据,无须预先分配带宽,但整体效率受制于整个报文的大小。
- **分组交换**:结合了电路交换的稳定性和报文交换的灵活性,能有效处理不同大小的数据,且网络生存性能较好。
3. **传输时延与传播时延**:
- **传输时延**:数据发送所需的时间,取决于数据长度和发送速率。
- **传播时延**:信号在媒体上从发送端传播到接收端所需的时间,取决于传输距离和信号速度。
举例分析表明,对于长数据和低速率的情况,传输时延主导总时延;而对于短数据和高速率,传播时延可能成为主要因素。
4. **数据传输效率**:
数据传输效率是实际传输的数据量与总发送数据量(含协议开销)的比例。例子展示了TCP/IP协议栈中各层头部开销对效率的影响,随着数据长度增加,传输效率通常会提高。
5. **协议与服务的区别与关系**:
- **协议**:定义了数据交换的规则、格式和控制信息,包括语法、语义和同步。
- **服务**:协议提供的功能,是上层应用程序可以利用的抽象。
协议实现服务,而服务则依赖下层协议提供的服务来实现自身功能。
6. **五层协议网络体系结构**:
- **物理层**:负责比特流的透明传输,定义物理接口和电缆标准。
- **数据链路层**:确保无错误地在相邻节点间传输帧,包括错误检测和纠正。
- **网络层**:路由选择,将数据分组送达目标地址。
- **运输层**:提供端到端的可靠服务,如TCP和UDP。
- **应用层**:直接面对用户,提供各种网络应用服务。
7. **物理层接口特性**:
- **机械特性**:物理接口的形状、尺寸、引脚布局等。
- **电气特性**:接口线上的电压范围。
- **功能特性**:电压电平的含义。
- **规程特性**:事件顺序和通信协议。
8. **数据传输速率计算**:
-奈奎斯特定理:给出了一条信道的最大码元速率,与信道带宽有关。
-香农定理:给出了信道容量与信噪比的关系,用于计算最大信息速率。
9. **信道信噪比与数据传输速率**:
- 提高数据速率通常需要更高的信噪比,反之亦然。
通过这些知识点的学习,我们可以更深入地理解计算机网络中的基本概念,这对于网络设计、优化和故障排查至关重要。