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计算机网络(-第七版-谢希仁)第一章 概 述 知识点归纳。

weixin_46639362 2020-07-19 05:01 113 查看 https://blog.csdn.net/weixin_4

1.1计算机网络

定义:把许多计算机连接在一起,而互连网则把许多网络连接在一起,是网络的网络。由若干结点和连接这些结点的链路组成。

1.2互联网(Internet)

     定义:由数量极大的各种计算机互连起来而形成的一个互连网络,采用ICP/IP协议族作为通信规则,实现全球范围内连通性和资源共享的计算机网络。

特点

1.连通性(用户之间交换信息)

2.共享(资源共享)。

1.3互连网(internet)

     定义:泛指多不同类型计算机网络互连而形成的网络。

*主机:与网络相连的计算机

 

  

1.4互联网基础结构发展三大阶段

第一阶段:从单个网络ARPANET向互联网发展的过程

第二阶段:建成了三级结构的互联网。

第三阶段:逐渐形成了多层次ISP结构的互联网

1.5  ISP层次

主干ISP:服务面积最大(全国),拥有高速主干网(10Gbit/s或者更高),一些地方ISP可以与主干ISP相连。

地区ISP:位于二层,数据效率低一些,地区ISP通过一个或者多个主干ISP连接起来。

本地ISP:给用户提供直接的服务(末端用户),本地ISP可以连接地区、主干ISP。【公司内部、校园网等】

1.6互联网交换点IXP

作用:允许两个网络直接相连并交换分组,无需通过第三个网络来转发分组。

特点:1.数据流量分布更加合理。

      2.减少分组转发的延迟时间。

      3.降低了分组转发的费用。

1.7互联网的组成

(1)边缘部分:由所有连接在互联网上的主机成。用户直接使用的,用来进行通信(传送数据、音频或视频)和资源共享。

(2)核心部分:由大量网络和连接这些网络的路组成。为边缘部分提供服务的提供联通性和交换。

 

 

 

1.8互联网的边缘部分

处在互联网边缘的部分就是连接在互联网上的所有的主机。称为:端系统(末端系统)

又可以分为两大类:

客户-服务器方式(C/S方式)

最常用,也是最传统的方式。

客户是服务请求方,服务器是服务提供方

客户程序

(1)在通信时主动像远程的服务器发起通信,因此客户端程序必须知道服务器的地址。

(2)不需要什么特殊的硬件和复杂的操作系统支持.

 

服务器程序

(1)是一种专门用来提供某种服务的程序,可同时处理多个远程或本地客户的请求。

(2)系统启动后即自动调用并一直不断的运行着,被动的等待并接受来自各地的客户端的请求。因此服务器程序不需要知道客户程序的地址。

(3)一般需要较强大的硬件和高级的操作系统支持。

.对等连接方式

     定义:对等连接(peer-to-peer,简写:P2P)是指两台主机在通信时并不区分哪一个是服务请求方哪个一个是服务提供方。

 

1.9互联网核心部分

   互联网中最复杂的部分—网络核心部分。

   网络特殊作用:路由器。(实现分组交换,其任务是转发收到的分组是网络核心部分最重要的功能。)

电路交换

  1. 电路交换的主要特点。

定义:整个报文的比特流连续不断的从源点到达终点,就像在一根管道中传送。

  1. 电路交换必须经过三个步骤

建立连接(呼叫/电路建立)—>通话(占用通信资源)—>释放连接(拆除连接)。

电路交换的一个重要特点:在通话的全部时间内,通话的两个用户始终占用端到端的通信资源。

  1. 缺点:线路的传输效率低。

报文交换

定义:整个报文先传送到相邻的节点,全部存储下来后查找转发表,转发到下一个节点,最终到达重点。

 

分组交换

分组交换 的组成:报文、首部、分组。采用存储转发技术,即收到分组——存储分组——查询路由(路由选择协议)——转发分组。

优点:高效、灵活、迅速、可靠。

缺点:时延、开销。关键构件:路由器。

1.9.A计算机网络类别划分

按网络的作用范围进行分类:

(1)广域网(WAN):范围几十公里到几千公里。又称远域网。高速链路+大通信容量。

(2)城域网(MAN):范围一个或者几个城市(5~50km),用来与多个局域网连接。

(3)局域网(LAN):一般用于微型计算机或工作站通过高速通信线路相连(10Mbit/s)。

                例:校园网、企业网。

(4)个人区域网(PAN):又称无线个人区域网WPAN,范围小,大约10M左右。

按网络的使用者进行分类:

(1)公用网:又称公众网,是电信公司建设的大型网络。交钱使用。

(2)专用网:特殊部门建设的网络,部门内部专用。

 

1.9.B计算机网络的性能

性能指标:

  1. 速率:指数据的传输速率,又称数据率或比特率单位=bit/s(比特/秒)或b/s、bps/s。例如:4*10的10次方bit/s的数据率=40Gbit/s。这种是额定速率或标称速率。
  2. 宽带: 指某个信号具有的频带宽度。标准宽带3.1kHz。单位=赫(千赫、兆赫、吉赫)。

因此表示某信道允许通过的信号频带范围就称为该信带的带宽。

在计算机网络中指:单位时间内网络中某个信道所能通过的“最高数据率”。

带宽的单位=数据率单位=bit/s。

  1. 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。

 

  1. 时延:指一个数据(一个报文或分组、比特)从网络(或链路)的一端传送到另一端所需要的时间。又称延迟。
  1. 发送时延:是主机或路由器发送数据帧所需要的时间,又称传输时延。公式:

发送时延= 数据帧长度bit 发送速率bit/s

2 传播时延:是电磁波在信道中传播一定的距离需要花费的时间。公式:

传播时延= 信道长度(M) 传播速率(M/S)

3 处理时延:主机或路由器收到分组时花费一段时间进行处理。

4 排队时延

总时延=发送时延+传播时延+处理时延+排队时延

 

  1. 时延带宽积:

时延带宽积=传播时延*带宽

又称为:以比特为单位的链路长度。

 

6. 往返时间RTT

 

 

7. 利用率

   信道利用率 和 网络利用率;

信道利用率:

指出某信道有百分之几的时间是被利用的(有数据通过)

网络利用率;

    指全网络的信道利用率的加权平均值。

 

信道或网络的利用率过高会产生非常大的时延。

1.9.C  计算机体系结构

  1. 体系结构的形成:

1974年 美国IBM宣布系统网络体系结构SNA

1977年 国际化标准组织ISO,提出开放系统互连基本参考模型OSI/RM,简称:OSI但是,这是个抽象的概念,于1983年形成IOS 7498国际标准,所谓的七层协议的体系结构。

*系统:指在现实的系统中与互连有关的各部分。

20世纪90年代初期,TCP/IP以抢先在全球普遍运行。TCP/IP被称为事实上的国际标准。

  1. 协议于划分层次

     网络协议:指为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或者约定。

网络协议包括:

  1. 语法:即数据与控制信息的结构模式。
  2. 语义:即需要发出何种控制信息,完成何种动作以及做出的何种响应。
  3. 同步:即事件实现顺序的详细说明。

  1. 分层优点:
  1. 各层之间是独立的。
  2. 灵活性好;层变则随变。
  3. 结构上可以割开。每层各得其所。
  4. 易于实现和维护。
  5. 能够促进标准工作。
  1. 差错控制:使相应层次等方的通信更可靠。
  2. 流量控制:及时接收,不能太快。
  3. 分段和重装:数据划分小,接收就还原。
  4. 复用和分用:交换前建链路,传送后释放。

计算机网络的体系结构:即计算机网络及构件所应完成的功能的精确定义。

体系结构是抽象的,而实现则是具体的,是真正在运行的计算机硬件和软件。

1. 网络层次划分

国际标准化组织(ISO)在1978提出了“开放系统互联参考模型”,即著名的OSI/RM模型。它将计算机网络体系结构的通信协议划分为七层,自下而上依次为:  

物理层(Physics Layer)

数据链路层(Data Link Layer)

网络层(Network Layer)

传输层(Transport Layer)

会话层(Session Layer)

表示层(Presentation Layer)

应用层(Application Layer)

其中第四层完成数据传送服务,上面三层面向用户。

除了标准的OSI七层模型以外,常见的网络层次划分还有TCP/IP四层协议以及TCP/IP五层协议,它们之间的对应关系如下图所示:

2. OSI七层网络模型

  TCP/IP协议毫无疑问是互联网的基础协议,没有它就根本不可能上网,任何和互联网有关的操作都离不开TCP/IP协议。不管是OSI七层模型还是TCP/IP的四层、五层模型,每一层中都要自己的专属协议,完成自己相应的工作以及与上下层级之间进行沟通。由于OSI七层模型为网络的标准层次划分,所以我们以OSI七层模型为例从下向上进行一一介绍。

 

 

3.ICP/IP协议五层关系:

1 应用层最高层通过应用程序间的交互来完成特定网络程序。应用层协议的定义的是应用进程间通信和交互的规则。

*进程:主机真正运行的程序。

*报文:应用层交互的数据单元。

2 运输层负责两台主机之间的通信提供通用的数据传输服务。有复用和分用的功能;

*复用:多个应用层进程可同时使用下面运输层的服务。

*分用:运输层把收到的信息分别交付上面应用层中相应进程。

      两种协议:

  1. 传输控制协议TCP—面向连接、可靠的数据传输服务,数据传输单位是:报文段。
  2. 用户数据报协议UDP—提供无连接、尽最大努力的数据传输服务,数据传输单位是:用户数据报
  1. 网络层:负责为分组交换网上的不同主机提供通信服务和选择合适的路由,使源主机运输层传下来的分组能通过网络的路由器找到目的主机。又称为:IP层或网际层。

 

(4) 数据链路层:简称:链路层。两个相邻的结点之间传送数据时,链路层将其IP数据报组装成帧,在两个相邻的结点之间的链路上传送帧。每一帧包括数据和必要的控制信息。

(5)物理层:激活、维持、关闭通信端点之间的机械特性、电气特性、功能特性以及过程特性。该层为上层协议提供了一个传输数据的可靠的物理媒体。简单的说,物理层确保原始的数据可在各种物理媒体上传输。物理层记住两个重要的设备名称:

中继器(Repeater,也叫放大器)和集线器。

 

1.9.D 实体、协议、服务和服务访问点

*实体:一个特定的软件模块。

*协议:控制两个对等实体(或多个实体)进行 通信的规则的集合。

*服务:只有那些能够被高一层实体“看得见” 的功能才被称之为“服务”。上层使用下层所提供的服务必须通过与下一层交换一些命令,这些命令在OSI中称为服务原语。

(声明:本章是本人借鉴和参考各位大神的归纳(谢谢各位大神),加上我自己看书总结而来,若想转载请联系。)

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