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计算机网络-概述

1.1 网络:计算机网络、电信网络、有限电视网络

计算机网络是一些互相连接的、自治的计算机的集合

1.2 计算机网络功能:连通性、共享

1.3 网络 节点 链路 主机 Internet(互联网 网络的网络)

1.4 网络连接许多计算机 ,Internet连接许多网络

网络结构

1.5 因特网发展三个阶段:

  1. ARPNET 1983 TCP/IP 成为标准 为因特网诞生时间 internet & Internet
  2. 三级结构因特网:主干网、地区网、校园网(企业网)
  3. 多层次ISP结构因特网

因特网

1.6 万维网 (WWW)

1.7 因特网由边缘部分和核心部分组成

  1. CS 模式 (client server
  2. P2PPeer to Peer,两个主机在通信时并不区分哪一个是服务请求方还是服务提供方)
  3. 核心部分:Router(路由),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,这是网络核心部分最重要的功能。

1.8 电路交换的特点

  1. 面向连接
  2. 三个阶段
    • 建立连接
    • 通信
    • 释放连接
  3. 在发送端,先把较长的报文划分成较短的、固定长度的数据段。
  4. 接收端收到分组后剥去首部还原成报文。

1.9 路由器处理分组的过程是:

  1. 把收到的分组先放入缓存(暂时存储);
  2. 查找转发表,找出到某个目的地址应从哪个端口转发;
  3. 把分组送到适当的端口转发出去。

1.10 路由器对分组进行存储转发,最后把分组交付目的主机。

三种交换

1.11 网络分类

  • 广域网 WAN (Wide Area Network)
  • 局域网 LAN (Local Area Network)
  • 城域网 MAN (Metropolitan Area Network)
  • 个人区域网 PAN (Personal Area Network)
  • 公用网 (public network)
  • 专用网 (private network)

1.12 计算机网络性能

  • 比特(bit) 二进制位,一位
  • 速率 (比特率) b/s kb/s Mb/s Gb/s
  • 带宽 (bandwidth),原信号具有的频道宽度,现指数字信道所能传输的最高速率
更常用的带宽单位是
千比每秒,即 kb/s (10^3 b/s)
兆比每秒,即 Mb/s(10^6 b/s)
吉比每秒,即 Gb/s(10^9 b/s)
太比每秒,即 Tb/s(10^12 b/s)
请注意:在计算机界,K = 2^10 = 1024  M = 2^20, G = 2^30, T = 2^40。

1.13 吞吐量(throughput)表示在单位时间内通过某个网络(或信道、接口)的数据量

1.14 发送时延

发送数据时,数据帧从结点进入到传输媒体所需要的时间。(也就是从发送数据帧的第一个比特算起,到该帧的最后一个比特发送完毕所需的时间。)

发送时延

1.15 传播时延

电磁波在信道中需要传播一定的距离而花费的时间。 (信号发送速率和信号在信道上的传播速率是完全不同的概念。)

传播时延

处理时延    交换结点为存储转发而进行一些必要的处理所花费的时间。
排队时延    结点缓存队列中分组排队所经历的时延
排队时延的长短往往取决于网络中当时的通信量。

总时延 = 发送时延+传播时延+处理时延+处理时延

对于高速网络链路,我们提高的仅仅是数据的发送速率而不是比特在链路上的传播速率。提高链路带宽减小了数据的发送时延。

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)。完全空闲的信道的利用率是零。

网络利用率则是全网络的信道利用率的加权平均值。

信道利用率并非越高越好。

1.16 时延与网络利用率

若令 D0 表示网络空闲时的时延,D表示网络当前的时延,则在适当的假定条件下,可以用下面的简单公式表示 DD0之间的关系:

网络延时与利用率关系

1.17 网络协议要素: 语法、语义、同步

分层 OSI

1.18 五层协议的体系结构

五层协议

1.19 实体、协议、服务和服务访问点

实体(entity) 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。
在协议的控制下,两个对等实体间的通信使得本层能够向上一层提供服务。
要实现本层协议,还需要使用下层所提供的服务。

本层的服务用户只能看见服务而无法看见下面的协议。
下面的协议对上面的服务用户是透明的。
协议是“水平的”,即协议是控制对等实体之间通信的规则。
服务是“垂直的”,即服务是由下层向上层通过层间接口提供的。
同一系统相邻两层的实体进行交互的地方,称为服务访问点 SAP (Service Access Point)。

Reference:

《计算机网络》(第五版,Andrew S.Tanenbaum)

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2018-10-27 16:05
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