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唤醒手腕408计算机考研计算机网络复习笔记.pdf

网络

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唤醒手腕408计算机考研计算机网络复习笔记王道考研课程学习

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唤醒手腕考研计算机网络复习笔记：2022/4/11：课程学习（王道考研）

网络体系结构

概念、组成、功能和分类

组成部分：一个完整的计算机网络主要由硬件、软件、协议三大部分组成，缺一不可。硬件

主要由主机（端系统）、通信链路（如双绞线、光纤）、交换设备（如路由器、交换机等）

和通信处理机（如网卡）等组成。

软件主要包括各种实现资源共享的软件和方便用户使用的各种工具软件（如网络操作系统、

邮件收发程序、FTP程序、聊天程序等）。软件部分基本属于应用层，网络协议是计算机网

络的核心。

计算机网络的定义：计算机网络是互连的、自治的计算机的集合。

①自治：是指互连的计算机系统彼此独立，不存在主从或者控制与被控制的关系。

②计算机：计算机设备。

③互连：是指利用通信链路链接相互独立的计算机系统。

工作方式：计算机网络（这里主要指Internet）可分为边缘部分和核心部分。边缘部分由所

有连接到因特网上、供用户直接使用的主机组成，用来进行通信（如传输数据、音频或视

频）和资源共享；核心部分由大量的网络和连接这些网络的路由器组成，它为边缘部分提供

连通性和交换服务。

功能组成：计算机网络由通信子网和资源子网组成。通信子网由各种传输介质、通信设备和

相应的网络协议组成，它使网络具有数据传输、交换、控制和存储的能力，实现联网计算机

之间的数据通信。资源子网是实现资源共享功能的设备及其软件的集合，向网络用户提供共

享其他计算机上的硬件资源、软件资源和数据资源的服务。

虽然网络类型的划分标准各有千秋，但是以地理范围划分是一种大多数人都认可的通用网络

划分标准。按照此标准可以将各种网络类型划分为局域网、城域网、广域网和互联网 4种。

标准化工作及相关组织

Request for comments RFC

RFC要上升为因特网正式标准的四个阶段：

①因特网草案（Internet Draft）②建议标准：开启成为RFC文档（Porposed Standard）③

因特网标准（Internet Standard）

标准化工作的相关组织

国际标准化组织 ISO：ISO参考模型、HDLC协议

国际电信联盟 ITU：制定通信规则

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 XXXX

速率相关的性能指标

速率

速率：即数据率或称为数据传输率或比特率，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。

速率单位换算：1 Tb / s = 10^3^ Gb / s = 10^6^ Mb / s = 10^9^ kb / s = 10^12^ b / s

带宽

带宽：“带宽”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，单位是赫兹

（Hz）

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，kb/s，Mb/s，

Gb/s。

吞吐量

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。

简单的讲，对于P2P系统而言，当主机A到主机B传送一个文件，任何时间瞬间的瞬时吞吐

量都是主机B接收到该文件的速率(以bps计算)。如果文件由F比特组成，主机B接收到所有F

比特用去T秒，则文件传送的平均吞吐量是F/T bps

什么是bps： “bits per second” 常用于表示数据机及网络通讯的传输速率。

例如GigabitEthernet端口： 5 minute input rate 38410000 bits/sec, 6344 packets/sec

382410000 bits/sec = 382.41Mbps

所以常说的快速以太网能达到百兆传输，其实实际传输文件大小只有10MB = 100Mb

注意：在计算传输速率时，直接用1000来换算（1 Mb = 1000 Kb = 1000,000 bit）

想象比特是流体，而链路是管道，那么吞吐量应该为min{ Rc ,Rs }。如上图所示，当Rc为

2Mbps且Rs>Rc，无论Rs有多大，吞吐量都是2Mbps。同理，当有n个路由器的时候，吞吐

量为min{R1,R2,···,Rn,Rn+1}

我们今天因特网对吞吐量的限制因素通常是接入网：如果R和Rs（服务器传输速率）、Rc

（接入网传输速率）相近的话，会出现怎么样的情况呢？

这时候每个下载的瓶颈不再位于接入网中，而是位于核心中的共享链路了，该瓶颈仅能为每

个下载提供1.5Mbps的吞吐量，因此每个下载的端到端吞吐量现在减少到1.5Mbps

时延、BDP、RRT、利用率

时延

时延：指一个报文或分组从网络的一端传送到另一端所耗费的时间，时延由节点处理时延、

排队时延、发送时延、传播时延组成。

节点处理时延：

主机或路由器在收到分组后要花费一定的时间进行处理，比如分析首部，提取数据，差错检

验，路由选择等。一般高速路由器的处理时延通常是微秒或更低的数量级。

排队时延：

排队时延很好理解，就是路由器或者交换机处理数据包排队所消耗的时间。一个特定分组的

排队时延取决于先期到达的、正在排队等待向链路传输分组的数量。如果该队列是空的，并

且当前没有其他分组在传输，则该分组的排队时延为0；另一方面，如果流量很大，并且许

多其他分组也在等待传输，该排队时延将很大。实际的排队时延通常在毫秒到微秒级。

传输时延：

传输时延又被称为“发送时延”，是发送数据所需要的时间，也就是从网卡或者路由器队列递

交网络链路所需要的时间。用L比特表示分组的长度，用R bps表示从路由器A到路由器B的

链路传输速率，传输时延则是L/R。实际的发送时延通常在毫秒到微秒级。

传播时延：

传播时延是指在链路上传播数据所需要的时间。传播时延等于两台路由器之间的距离除以传

播速率，即传播时延是D/S，其中D是两台路由器之间的距离，S是该链路的传播速率。实际

传播时延在毫秒级。

更加细致的描述：发送时延（首次传输时延）、节点处理时延、排队时延、传播时

延、处理时延（接收时延）

发送时延计算公式：Sending Delay 发送时延 = Data Length 数据长度 / Channel Bandwidth

信道带宽

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