计算机网络学习（一） 计算机网络概述
正在学习计算机网络课程，以下是学习《计算机网络-自顶向下方法》的一些笔记，部分图片来自mooc网 哈尔滨工业大学 计算机网络课程：https://www.icourse163.org/course/HIT-154005。
文章目录
- 1.计算机网络基本概念
- 1.1计算机网络
- 1.2什么是Internet
- 从组成细节上看
- 从服务的角度
- 1.3网络协议
- 2.计算机网络结构
- 2.1计算机网络结构
- 2.2Internet结构
- 3.网络核心
- 3.1电路交换
- 3.2多路复用
- 3.3报文与分组交换
- 4.计算机网络性能
- 5.计算机网络体系结构
- 5.1体系结构概述
- 5.2OSI参考模型
- 5.3TCP/IP参考模型
- 5.4 5层参考模型
1.计算机网络基本概念
1.1计算机网络
- 计算机网络是通信技术与计算机技术紧密结合的产物，计算机网络就是一种通信技术。
- 定义：计算机网络就是互连的、自治的计算机的集合。
- 互连：互联互通
- 自治：无主从关系
- 远距离怎么通信？
- 主机可以通过交换网络实现通信，交换网络中含有交换节点（路由器、交换机）
1.2什么是Internet
从组成细节上看
数以百万计的互连的计算设备集合（PC、服务器、无线笔记本、智能手机
- 将以上设备统称为主机（host）或端系统（end systems），它们都运行着各种网络应用。
- 它们通过通信链路相连（光纤、铜缆、无线电、卫星）
- 也不可能通过通信链路直连所有主机，因此，有了交换网络，实现数据的分组转发（路由器routers和交换机switches）
从服务的角度
- 为网络应用提供通信服务的通信基础设施
- 为网络应用提供应用编程接口（API）
1.3网络协议
网络协议（network protocol），简称协议，是为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定。
- 规定了通信实体之间所交换的消息的格式、意义、顺序以及针对收到信息或发生的事件所采取的动作（actions）。
- 基本要素：语法（Syntax，规定结构或格式）、语义（Semantics）、时许（Timing，事件顺序和速度匹配）
- 协议规范了网络中所有信息发送和接受过程
2.计算机网络结构
2.1计算机网络结构
- 网络边缘
- 主机（端系统）
- 网络应用（客户/服务器模型、对等（peer-peer、P2P）应用模型）
- 接入网络
- 有线或无线通信链路，要把网络边缘接入核心网（边缘路由器）
- 网络核心
- 互联的路由器或分组转发设备
- 核心功能：路由（routing） + 转发（forwarding）
- 路由：确定分组从源到目的的传输路径，路由算法得出转发表、路由表
- 转发：将分组从路由器的输入端口换至正确的输出端口
2.2Internet结构
端系统通过接入ISP（互联网服务提供商，Internet Service Provider）连接到Internet。具体结构很难表述（复杂性、动态性）。
3.网络核心
网络核心就是要实现数据交换，数据交换的类型：电路交换、报文交换、分组交换
3.1电路交换
- 典型的电路交换网络：电话网络
- 电路交换的 三个阶段：
- 建立连接
- 通信（独占资源）
- 释放连接
- 电路交换网络中如何实现链路共享？——多路复用（Multiplexing）
3.2多路复用
- 典型多路复用方法：
- 频分多路复用（frequency division multiplexing——FDM）
- 各用户占用不同的宽带资源（频率带宽）
- 用户在分配到一定的频带后，在通信的过程中始终占用这个频带
- 时分多路复用（time division multiplexing——TDM）
- 将事件划分为一段段等长的时分复用帧，每个用户在每个TDM帧中占用固定序号的时隙
- 时隙周期出现，周期就是TDM帧的长度
- 所有用户在不同时间占用相同的频带宽度
- 波分多路复用（Wavelength division multiplexing——WDM）
- 利用光的频分复用
- 码分多路复用（Code division multiplexing——CDM）
- 广泛应用于无线链路共享
- 频分多路复用（frequency division multiplexing——FDM）
3.3报文与分组交换
- 报文：源（应用）发送信息整体，如一个文件
- 分组：报文分拆出来的一系列相对较小的数据包
- 分组交换需要报文的拆分与重组，产生额外开销
- 报文交换与分组交换的联系：
- 均采用存储-转发的交换方式
- 报文交换以完整报文进行存储-转发
- 分组交换以较小的分组进行存储-转发
4.计算机网络性能
- 速率：数据率（data rate）、数据传输速率、比特率（bit rate）
- 指单位时间传输信息（比特）量
- 单位：b/s、kb/s、Mb/s、Gb/s
- 带宽：bandwidth
- 网络中的带宽通常指数字信道所能传送的最高数据率
- 单位：b/s、kb/s、Mb/s、Gb/s、Tb/s
- 延时（delay）/时延（latency）
- 分组到达路由器后要在缓存中排队，当分组到达速率超出输出链路容量时会发生丢包（loss）；分组排队，等待输出链路可用时，会发生时延。
- 四种分组延迟：
- 结点处理延迟，nodal processing delay
- 排队延迟，queuing delay
- 传输延迟，transmission delay
- 传播延迟，propagation delay
- 时延宽带积
- 时延宽带积 = 传播时延 * 带宽
- 又称为以比特为单位的链路长度
- 分组丢包
- 队列缓存已满时到达的分组将被丢弃，丢弃分组可能由前序结点或源节点重发，也可能不重发
- 丢包率 = 丢包数 / 已发分组总数
- 吞吐量（Throughput）
- 表示在发送端与接收端之间传送数据速度（b/s）
- 即时吞吐量
- 平均吞吐量
5.计算机网络体系结构
5.1体系结构概述
- 分层结构，从功能上描述计算机网络结构，是抽象的
- 每层遵循某些网络协议完成本层功能
- 分层结构结构清晰，有利于识别复杂系统的部件及其关系，模块化的分层易于系统更新维护，有利于标准化
5.2OSI参考模型
- 开放系统互连（Open System Interconnection），7层结构。每层都要进行数据封装，增加控制信息，构造协议数据单元PDU，传递给下一层。控制信息主要包括：地址、差错检测编码、协议控制
- 应用层，Application
- 支持用户通过用户代理（浏览器）或网络接口使用网络服务
- Web：HTTP协议
- 文件传输：FTP协议
- 电子邮件：SMTP协议
- 表示层，Presentation
- 处理两个系统间交换信息的语法与语义问题，数据的表示转化
- 实际中不单独存在
- 会话层，Session
- 不会对表示层的数据单元分割，只是加入一些控制信息
- 对话的建立与维护、同步
- 实际中不单独存在，或者说根本没有这一层
- 传输层，Transport
- 负责端到端、进程间完整报文传输
- 源主机传输层把完整报文分段，在目的主机重组
- 端到端的连接控制
- 流量控制
- 差错控制
- 网络层，Network
- 负责源主机到目的主机数据分组（packet）交付
- 逻辑寻址（Logical addressing）全局唯一逻辑地址，如IP地址
- 路由与分组转发
- 数据链路层，Data link
- 负责结点 - 结点（node to node）的数据传输
- 构建组帧（Framing），在帧头增加发送端和接收端的物理地址用以标识
- 流量控制（Flow control），避免淹没接收端
- 差错控制（Error control），检测并重传损坏或丢失帧，并避免重复帧
- 访问控制/接入控制（Access control），在任一时刻决定哪儿设备拥有链路（物理介质）控制使用权
- 物理层，Physical
- 规定接口特性：机械特性、电气特性、功能特性、规程特性
- 比特编码
- 数据率
- 比特同步
- 传输模式：单工、半双工、全双工
5.3TCP/IP参考模型
4层，IP over Everything
5.4 5层参考模型
5层参考模型是现在网络中应用最多，非常好的参考。综合了以上两者的优点
- TCP/IP：实用，真实的网络结构，实实在在的协议
- OSI：从理论上把网络概念结构讲述得非常清晰
5层：
- 应用层：支持各种网络应用，HTTP、SMTP、FTP
- 传输层：进程-进程的数据传输，TCP、UDP
- 网络层：源主机到目的主机的数据分组路由与转发，IP协议、路由协议
- 链路层：相邻的网络元素（主机、交换机、路由器）的数据传输
- 物理层：比特传输
计算机网络学习（一） 计算机网络概述相关推荐
- 计算机网络学习笔记之概述
计算机网络之概述 计算机网络的概念 例题 计算机网络的组成 例题 计算机网络的功能 例题 计算机网络的分类 例题 计算机网络的标准化工作及相关组织 计算机网络的性能指标 ★ ★ ★ \bigstar\ ...
- 408计算机网络学习笔记——计算机网络体系结构
目录 1.计算机网络概述 1.1.计算机网络的组成 1.2.计算机网络的分类 1.3.计算机网络性能指标 2.计算机网络体系结构与参考模型 2.1.计算机网络的分层结构 2.1.1.分层的基本原则 2 ...
- 计算机网络 学习指南,计算机网络工程师学习路线指南
随着计算机网络在社会生活各个领域的广泛应用,网络安全问题越来越成为人们关注的焦点.下面是学习啦小编收集整理的计算机网络工程师学习路线指南,希望对大家有帮助~~ 计算机网络工程师学习路线指南 工具/原料 ...
- 计算机网络学习笔记-计算机网络体系结构-分层思想以及必要性
文章目录 前言 一.常见的计算机网络体系结构 二.计算机网络体系结构分层的必要性 三.计算机网络体系结构分层思想举例 总结 前言 如果你是计算机专业相关学生,你一定听过OSI模型,它可能无数次让你奔溃 ...
- 计算机网络学习心得—概述
计算机网络学习心得之概述 1.前言 2.计算机网络在信息时代中的作用 3.互联网概述 4.互联网的组成 4.1 互联网的边缘部分 4.2 互联网的核心部分 5.计算机网络的类别 6.计算机网络的性能 ...
- 计算机网络学习一（计算机网络概述）
计算机网络学习一 计算机网络在信息时代的作用 什么是网络 因特网发展的三个阶段 因特网的功能划分 边缘部分 核心部分 三种交换方式 计算机网络的分类之按照作用范围分类 广域网 城域网![在这里插入图片 ...
- 计算机网络学习笔记(详尽版)
计算机网络学习笔记 计算机网络 第一章 定义和特点 网络 定义 功能 特点 组成 类别 性能 结构 本章重要概念 第二章 物理层 基本概念和标准 数据通信基础知识 物理层下的传输媒体 引导型传输媒体 ...
- 计算机网络传输层UDP协议--龙之介计算机网络学习(3)
概述: 其实计算机网络主要聊的就是因特网五层协议栈的那几种协议,通过对各个协议的构成,了解一个数据包(报文)是如何从网络中完成传输的作用. 这是一个系列的,主要用于自己复习计网. 计算机网络应用层–龙 ...
- 计算机网络学习（九）—应用层的概述
计算机网络学习(九)-应用层的概述 一.应用层概述 二.服务器方式和对等方式 三.动态主机配置协议DHCP 四.域名系统DNS 五.文件传输协议FTP 六.电子邮件 七.万维网 一.应用层概述 应用层 ...
- 计算机网络学习（六）—网络层概述以及相关习题
计算机网络学习(六)-网络层概述以及相关习题 学习内容 一.网络层的概述 二.网络层提供的两种服务 三.IPv4地址的概述 四.分类编址IPv4地址 五.划分子网的IPv4地址 六.无分类编制的IPv ...
最新文章
- mysql 最小时间 最大时间_leetcode539_go_最小时间差
- python发邮件11002_【python发送zabbix报警邮件，SSL版本】mailman.py
- Selenium2 Python 自己主动化測试实战学习笔记（五）
- 【100题】第五十三题 字符串的全排列
- 1268：【例9.12】完全背包问题
- sql进程意外终止_字节跳动五面都过了，竟然意外被刷了下来，问了hr原因竟说是。。。。。...
- 太强了！一个基于 Redis 的限流系统的设计！
- 【android自定义控件】LinearLayout定义ActionBar样式
- 有一种VR电影比爱情动作片更“爽”
- oralce 12c集群 ora-01033
- 腾讯视频qlv格式转MP4格式
- 卸载抖音和微博的一天……
- 把显存用在刀刃上！17 种 pytorch 节约显存技巧
- html5语文答题制作,语文万能答题模板
- 5分钟学废携程出品配置中心阿波罗的原理与搭建
- 理论+实操华为防火墙
- AAAI 2020 提前看 | 三篇论文解读问答系统最新研究进展
- Xampp介绍、安装过程及使用方法
- 归一化的matlab实现
- 青少年编程教育平台后台—登录注册（代码编写）