文章目录

五层协议的网络体系结构的要点，包括各层的主要功能
计算机网络的组成
计算机网络的功能
计算机网络的分类
计算机网络性能指标
- 速率
- 带宽
- 吞吐量
- 时延
- - 传输时延（发送时延）
  - 传播时延
  - 处理时延
  - 排队时延
  - 时延带宽积
  - 往返时延RTT
  - 利用率
- 套接字
- 物理媒介
- 分组交换

五层协议的网络体系结构的要点，包括各层的主要功能

应用层

应用层是体系结构中的最高层。应用层确定进程之间通信的性质以满足用户的需要。这里的进程就是指正在运行的程序。
该层信息：报文

传输层

负责主机中两个进程之间传送应用层报文。因特网的传输层可使用两种不同协议：即面向连接的传输控制协议TCP，和无连接的用户数据报协议UDP。
该层信息分组：报文段

网络层

将网络层信息分组数据报从一台主机移动到另一台主机，运输层协议（TCP、UDP）为其提供报文段和目的地址
该层信息分组：数据报

数据链路层

数据链路层的任务是将在网络层交下来的IP数据报组装成帧，在两个相邻结点间的链路上传送以帧为单位的数据。每一帧包括数据和必要的控制信息（如同步信息、地址信息、差错控制、以及流量控制信息等）。
该层信息分组：帧

物理层

物理层的任务就是透明地传送比特流。将帧中的每一个比特从一个结点转移到下一个结点。
该层信息分组：比特
5层因特网协议栈：应用层、传输层、网络层、数据链路层、物理层
7层OSI参考模型：应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层、物理层

计算机网络的组成

组成上：硬件、软件、协议
工作方式上：边缘部分、核心部分
功能上：通信子网、资源子网
- 通信子网：各种传输介质、通信设备、相应的网路协议；是网络具有数据传输、交换、控制、储存能力
- 资源子网：实现资源共享功能的设备和软件的集合

计算机网络的功能

数据通信
计算机网最基本、最重要的功能，用来时实现计算之间各种信息的传输，并将分散在不同地理位置的计算机联系起来，并进行统一的分配控制管理。
资源共享
可实现软件共享、数据共享，也可以是硬件共享
分布式处理
当计算机网络中到某个计算机超负荷时，可将处理某个复杂任务分配给网络中其他的计算机系统

计算机网络的分类

按分布范围：可以分按分布范围分类可以分为广域网，城域网，局域网
按传输技术分类：分为广播网络，点对点网络
按拓按结构分类：
- 总线型：网络容易增减，节省线路，缺点是重复载时通信效率不高，总线任意处一处对故障敏感。
- 星型：每一个负载单独和中央设备连接，缺点是成本高，中心设备对故障敏感。
- 环型：
- 网状：每个节点至少有两条链路与它相连，接优点是可靠性提高缺点是控制复杂，线路层的高。
按交换技术分类：
- 电路交换网络：在源节点和目的节点之间建立一条专用的通道用于传输数据，包括建立连接传输数据和断开连接三个阶段。
- 报文交换网络：用户数据加上原地址，目的地址，校验码等辅助信息，然后封装成报文。整个报文传送到相邻节点全部储存后，再转发给下一节点，重复这一过程到目的节点。（也称为存储转发网络）
- 分组交换网络：将数据分成较短的固定长度的数据块，在每个数据块上，加上目的地址、原地址等辅助信息组成分组以存储转发的方式传输。

计算机网络=通信技术+计算机技术（计网是一种特殊的通信技术）
协议簇： 一系列列协议的的集合。
协议：计网中数据交换的规则（格式、意义、顺序）
协议三要素：
- 语法：数据信息的结构与格式
- 语义：需要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种响应
- 时序：事件顺序、速度匹配
因特网: 在计算机之间提供了消息通讯能力
万维网：是一种使用因特网来通讯的具体应用
电话网络的特点：没有释放所占线路就一直占用。
网络边缘：主机
网络核心：路由器

计算机网络性能指标

速率

指数据传输速率，单位：比特（bit/s）
bit同时也是内存单位，表示一个数据量单位，表示一个0或1

带宽

两种意义：

信道本身的物理属性（信道的频带宽度（最高频率宽度与最低频率宽度之差））
计算机网络中，表示能通过的最高速率。
例如：计算机100Mbps接入网络：计算机能以100Mbps的速率向信道注入bit流

吞吐量

单位时间内通过（出去、进来）某个网络（信道、接口）的数据量，实际测量的是到底有多少数据能通过网络（最关心的是出去多少）

时延

传输时延（发送时延）

数据帧从节点进入传输媒体的时间。（从数据帧的第一个bit到最后一个bit所用时间）

传播时延

电磁波在信道中传输的速度

处理时延

主机或路由器收到分组时，处理分组（分析首部，提取数据，差错检验）所要的时间。

排队时延

从某个接口出去，排队索要的时间

时延带宽积

又称以比特为单位的链路长度，（某段链路现在有多少比特）

往返时延RTT

从发送方发送数据开始，到发送方收到来自接收方确认接收的总时间。

利用率

并非越高越好，当利用率接近100%时，时延会非常高。

套接字

端系统通过通信链路和分组交换机连接到一起
分组交换机有好多种，其中最著名的是路由器和链路层交换机
- 路由器：通常用于网络核心
- 链路层交换机：通常用于接入网络
分组交换机能够加速端系统之间的数据交换但是并不在意数据的源于应用程序
类比现实生活中：
分组类似于卡车、通信链路类似于高速公路、分组交换机类似于交叉路口、端系统类似于目的地库房
因特网的两种描述方法：
1. 硬件和软件组件来描述
2. 根据基础设施向分布式应用程序提供的服务来描述

物理媒介

双绞铜线
通同轴电缆
光纤：不受电磁干扰，信号衰减率极低，很难窃听，传输速率最快
无线信道通信：受环境和传输距离影响很大
卫星通信：通常用于无法使用DSL或电缆接入网络的区域

分组交换

源端将报文分成小的数据块，成为分组。每个分组都通过通信链路和分组路由器发送。（分组交换机主要分为两类：路由器、交换机）
多数分组交换机在链路输入端使用存储转发传输机制，是指交换机能够开始向输出链路传输该分组分第一个比特之前必须接收整个分组（路由器只有把接收发的分组全部缓存完才能向链路发送分组）
输出缓存（输出队列）：缓存路由器准备发往链路的分组，当一个分组准备发往某条链路，但是该链路正在忙碌，那么该分组要在输出缓存中等待，等待的时间称为排队时延
分组丢包：当一个到达的分组发现，输出缓存已经被占满，到达的分组或者已经排队的分组给丢弃，称为分组丢包

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