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计算机网络知识点整理
第一章 概述
1.1
重要特征:数字化、网络化、信息化
电信网络、有线电视网络、计算机网络
互联网两个基本特点:连通性和共享
计算机网络(网络)由 若干节点 和 链路组成
互联网通过 路由器 把网络连接到一起
三级结构:主干网、地区网和校园网 ——》逐渐形成全球范围多层次ISP结构互联网
ISP:主干ISP、地区ISP、本地ISP
互联网交换点IXP 主要作用为运行两个ISP网络直接相连并交换分组 ->缓解ISP通信,不用通
过第三个网络来转发分组
1.3 互联网的组成
互联网的拓扑结构:
1. 边缘部分:用户直接使用,进行通信(传输数据、音频和视频)和资源共享
2. 核心部分:为边缘部分提供服务的(提供连通性和交换)
边缘部分为连接在互联网上的所以主机,又称为 端系统
端系统之间的通信方式可分为:
1. 客户-服务器方式(c/s方式)
客户 和 服务器 为通信中涉及的两个应用进程
客户为服务请求方,服务器为服务提供方
服务器:可同时处理多个远地或本地客户的请求
2. 对等方式(p2p方式)
两台主机都运行了对等连接软件
互联网的核心部分: 特殊作用为 路由器 -->任务为转发到其他分组,实现分组交换
三种交换方式:
交换:按照某种方式动态的分配传输线路的资源
一条专用的物理通路
1.电路交换
特点:
必须经过 “建立连接(占用通信资源)->通话(一直占用通信资源)->释放连接(归还通
信资源)”三个步骤的交换方式
通话的全部时间内,通话的两个用户 始终占用端到端的通信资源
应用场景:
-电话机数量增多时,则使用交换机来完成全网交换任务
2.报文交换
特点:
整个报文先传送到相邻节点,全部存储后查找转发表,转发至下一个节点
电报通信也采用了基于存储转发原理的报文交换
3.分组交换
特点:
分组交换采用 存储转发 技术
过程:
整块数据称为 报文 -->发送前先将较长报文划分为一个个更小等长数据段 -->每一个数据段前
加入控制信息组成的 首部-->构成一个 分组,称为“包”
首部包含了诸如 目的地址 和 源地址 等重要控制信息
主机:是为用户进行信息处理
路由器:则是用来转发分组,及进行分组交换
单个网络简化为一条链路,路由器成为核心部分的节点,在各分组传送之间的空闲时间,链
路仍可为其他主机发送分组
路由器暂时存储的为一个个短分组,而非长报文,暂存在存储器的 存储器 中
当网络中的某些节点或链路突然出故障时,由运行的路由选择 协议 能够自动找到转发分装
组最合适的路径。
互联网的核心部分常采用 网络拓扑结构
优缺点
1. 优点:高效、灵活、迅速
2. 缺点:
首部携带的控制信息造成一定的开销,形成浪费
分组在各罗油漆存储转发时需要排队,造成时延
4.总结
当传送大量数据是,采用电路交换
早期电路交换适合于 语音通信,后期用分组交换
传输突发数据时用报文和分组,分组更灵活且时延小
分组交换适用于 数据通信
1.5 计算机网络的类别
作用范围:广域网(互联网核心,可跨国)、城域网、局域网、个人区域网
使用者:公用网、专用网
接入网:本地接入网、居民接入网
1.6计算机网络的性能
1.速率
速率:数据的传送速率,也称数据率/比特率
单位:bit/s(bps)
k = 10^3 M=10^6 G=10^9 T=10^24 P=10^15
指额定速率或标称速率
2.带宽
信号的频带宽度-->此情况带宽单位为KHZ
在计网中表示某通道传输数据的能力-->此情况单位为bit/s
带宽 ↑,数据传输的最高数据率 ↑
3.吞吐量
单位时间内通过某个网络的实际数据量
4.时延
1.发送时延:
是主机或路由器发送数据帧所需要的时间(也叫传输时延)
发送时延= 数据帧长度(bit) / 发送速率(bit/s)
注意:
数据帧长度,K=2^10 、M=2^20 、G=2^30 、T=2^40
1 B = 8 bit
2.传播时延:
传播时延是电磁波在信道中传输一定距离需要花费的时间
传播时延 = 信道长度(m) / 电磁波在信道上的传播速率(m/s)
注意:发送时延与传输信道的长度无关,传播时延与信号的发送速率无关,信号传输越远,传播
实验越大
3.处理时延(小)
4.排队时延(小)
总时延 = 发送时延 + 传播时延 + 处理时延 + 排队时延
对于高速网络链路,提高的仅仅为数据的发送速率而不是比特在链路上的传播速率
5.时延带宽积
时延带宽积 = 传输时延(s) * 带宽(bit/s)
也称为 以比特为单位的链路长度
6.往返时间RTT
A向B发送速率,B正确收完速率后,立即向A发送确认,A收到确认后再向B发送速率。
有效数据率 = 数据长度 / (发送时间 + RTT)
7.利用率
信道利用率和网络利用率两种
D【当前时延】= D0【网络空闲的时延】/ (1-U【利用率】)
信道利用率或网络利用率过高就会产生非常大的时延
1.7计算机网络体系结构
系统网络体系结构(SNA)
网络协议的三个组成要素
1.语法
2.语义
3.同步
计算机网络各层及其协议的集合就是网络的体系结构
TCP/IP是一个四层体系结构,包含应用层、运输层、网际层、链路层(网络接口层)
OSI的体系结构:
OSI七层协议:1.物理层 --> 2.数据链路层 --> 3.网络层 --> 4.运输层 -->5.会话层 -->6.表
示层 -->7.应用层
五层协议
1.物理层 --> 2.数据链路层 -->3.网络层 -->4.运输层 --> 5.应用层
(1)应用层
任务:通过应用进程间的交互来完成特定网络应用。
定义的是应用进程间通信和交互的规则
应用层交互的数据单元称为 报文
(2)运输层
任务:向两台主机中进程之间的通信提供通用的数据传输服务
传输控制协议TCP:传输单位是报文段,面向连接的、可靠的数据传输服务
用户数据报协议UDP:传输单位是用户数据报,提供 无连接的进最大努力的数据传输服务
(不太可靠)
(3)网络层
任务:为分组交换网上的不同主机提供通信服务
网络层吧运输层产生的报文段或用户数据报封装成 分组或包进行传送,因此分组也叫 IP数
据报,或简称数据报
互联网是由大量的异构网络通过路由器相互连接起来的
互联网是由的网际层协议是无连接的网际协议IP
(4)数据链路层
数据链路层将网络层交下来的IP数据报组装成帧,在两个相邻节点间的链路上传送帧,每一
帧包括数据和必要的控制信息
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