计算机网络复习

前言：

今天复习第一章

1.2 计算机网络由若干结点和连接这些结点的链路组成1.3 互联网的组成
从工作方式上看，可以划分为以下两大块：
边缘部分:由所有连接在互联网上的主机组成。这部分是用户直接使用的，用来进行通信（传输数据、音频、或视频）和资源共享
核心部分:由大量网络和连接这些网络的路由器组成。这部分是为边缘部分提供服务的（提供连通性和交换）在网络边缘的端系统之间的通信方式可划分为两大类：
客户——服务器方式（C/S方式）
对等方式（P2P方式）1.3.2 互联网的核心部分
在网络核心部分起特殊作用的是路由器，它是一种专用计算机（但不教做主机）。
路由器是实现分组交换的关键构件，其任务是转发收到的分组。分组交换的主要特点
1.分组交换采用存储转发技术
2.在每一个数据端前面，加上一些必要的控制信息组成的首部后，就构成了一个分组。
3.分组又称为包，而分组的首部也可称为“包头”

需要注意的是路由器暂时存储的是一个个短分组，而不是整个的长报文。短分组是暂存在路由器的存储器（内存）中而不是存储在磁盘中的，这就保证了较高的交换速率。

优点	所采用的手段
高效	在分组传输的过程中动态分配传输带宽，对通信链路是逐段占用
灵活	为每一个分组独立地选择最合适的转发路由
迅速	以分组作为传送单位，可以先不建立连接就能向其他主机发送分组
可靠	保证可靠性的网络协议：分布式多路由的分组交换网，使网络有很好的生存性

分组交换也会带来一些问题，如：

分组在各路由器存储转发时需要排队，这就会造成一定的时延
另一个问题是必须携带的控制信息也造成了一定的开销

电路交换——整个报文的比特流连续地从源点直达终点，好像在一个管道中传送
报文交换——整个报文先传送到相邻结点，全部存储下来后查找转发表，转发到下一个结点。
分组交换——单个分组传送到相邻结点，存储下来后查找转发表，转发到下一个结点。

1.5.2 几种不同类别的计算机网络

广域网WAN
城域网MAN
局域网LAN
个人区域网PAN

1.6 计算机网络的性能

1.速率

网络技术中的速率指的是数据的传送速率，也称为数据率或比特率
速率的单位是bit/s（比特每秒）

2.带宽

在计算机网络中，带宽用来表示网络中某通道传送数据的能力
网络带宽表示在单位时间内网络中的某信道所能通过的“最高数据率”

3.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）的实际的数据量

4.时延

时延是指数据从网络的一端传送到另一端所需的时间，也称为延迟或迟延

1.发送时延
发送时延是指主机或路由器发送数据帧所需要的时间（传输时延）数据帧长度（bit）
发送时延 = ———————————————————发送速率（bit/s）2.传播时延
传播时延是电磁波在信道中传输一定的距离需要花费的时间信道长度（m）
传输时延 = —————————————————————电磁波在信道上的传输速率（m/s）
3.处理时延
4.排队时延时延带宽积 = 传播时延 * 带宽

1.7 计算机网络体系结构

开放系统互连基本参考模型OSI/RM，简称为OSI

网络协议也可简述为协议，网络协议主要三个要素组成：

语法，即数据与控制信息的结构或格式
语义，即需要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种响应
同步，即事件实现顺序的详细说明

分层结构的优点：

各层之间是独立的
灵活性好
结构上可分割开
易于实现和维护
能促进标准化工作

计算机网络的各层及其协议的集合就是网络的体系结构
实体表示任何可发送或接收信息的硬件或软件进程
协议是控制两个对等实体进行通信的规则的集合。协议是“水平的”
任一层实体需要使用下层服务，遵循本层协议，实现本层功能，向上层提供服务，服务是“垂直的”
下层协议的实现对上层的服务用户是透明的
同系统的相邻层实体间通过接口进行交互，通过服务访问点SAP，交换原语，指定请求的

1.7.3 OSI参考模型

OSI参考模型

应用层
表示层
会话层
运输层
网络层
数据链路层
物理层

通讯过程如下：

为什么需要数据封装？

增加控制信息

构造协议数据单元（PDU）

控制信息主要包括

地址：标识发送端/接收端
差错检测编码：用于差错检测或纠正
协议控制：实现协议控制的附加信息

物理层功能

接口特性：机械特性、电器特性、功能特性、规程特性
比特编码
数据率
比特同步：时钟同步
传输模式：单工、半双工、全双工

物理层解决了单一比特的传输问题

数据链路层功能

负责结点-结点数据传输
组帧
物理寻址：在帧头中增加发送端和/或接收端的物理地址标识数据帧的发送端和/或接收端
流量控制：避免淹没接收端
差错控制：检测并重传损坏或丢失帧，并避免重复帧
访问（接入）控制：在任一给定时刻决定哪个设备拥有链路（物理介质）控制使用权

网络层功能

负责源主机到目的主机数据分组交付：可能穿越多个网络
逻辑寻找：全局唯一逻辑地址，确保数据分组被送达目的主机，如IP地址
路由：路由器（或网关）互连网络，并路由分组至最终目的主机、路径选择
分组转发

传输层功能

负责源-目的（端-端）（进程间）完整报文传输
分段与重组
SAP寻址：确保将完整报文提交给正确进程，如端口号
连接控制
流量控制
差错控制

会话层功能

对话控制：建立、维护
同步：在数据流中插入“同步点”

表示层功能

处理两个系统间交换信息的语法与语义问题

数据表示转化：转换为主机独立的编码
加密/解密
压缩/解压缩

应用层功能

支持用户通过用户代理（如浏览器）或网络接口使用网络（服务）
典型应用层服务：FTP、SMTP、HTTP

TCP/IP参考模型

5层参考模型

应用层
传输层
网络层
数据链路层
物理层

5层模型的数据封装

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