【计算机网络】网络体系结构

前言：本章作为《计算机网络》系列的开篇文章，内容主要是向大家介绍介绍网络体系结构，引入计算机网络的概念、组成、功能、分类、标准化、性能指标以及体系结构和OSI、TCP/IP参考模型等内容。（参考资料为b站上点击量最高的两个计网视频——王道&方老师，王道有的地方会讲的不够好，大家可以两个交替看）

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本章主要知识点导图

其中分层结构算是“类”，ISO/OSI、TCP/IP模型算是“实例”。

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1.概念与功能

1.1“四网”

包括电网、有线电视网、电信网、计算机网络

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1.2计算机网络的定义

是一个将分散的、具有独立功能的计算机系统，通过通信设备与线路连接起来，由功能完软件实现资源共享和信息传递的系统。

互连网就是“网络连接网络”。

计算机网络是互连的、自治的计算机集合。
互连：通过通信链路互联互通

自治：无主从关系

关于“云”

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1.3计算机网络的功能

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2.组成和分类

2.1组成部分

硬件、软件、协议（一系列规则和约定的集合）

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2.2分类

2.2.1 按工作方式分类

核心部分提供服务，边缘部分才能实现端系统与端系统之间的通信。

边缘部分：用户直接使用，包括B/S方式、C/S方式以及P2P方式。

2.2.2 按组成功能分类

2.2.3 按作用范围分类

2.2.4 按使用者分类

2.2.5 按交换技术分类

电路交换：不允许被打断，通信资源被占用时不能被别人使用。

报文交换、分组交换：都是存储转发

2.2.6 按拓扑结构

2.2.7 按传输方式分类

2.2.8计网组成、功能、概念、分类思维导图

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3.标准化工作

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3.1标准的分类

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3.2 如何申请一个因特网标准？

草案标准这一步不需要了

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3.3 标准化工作的相关组织

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3.4标准化工作及组织思维导图

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4.性能指标

4.1速率

连接在计算机网络上的主机在数字信道上传送数据位数的速率

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4.2 带宽

指的是网络设备所支持的最高速度，单位同速率，是理想条件下最高速率

带宽高并不是说传播速度变快了，而是单位时间内所能传播的最大数据量。

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4.3 吞吐量

指的是单位时间内通过某个网络的数据总量

带宽只是理想的状态，实际情况肯定是小于带宽的。速率就是实际网速，带宽是理论网速，吞吐量是一个或多个设备的综合速率，比如说1000m宽带的路由器连着三部手机，每部手机都是10mb/s看片，那么速率就是10mb/s，带宽是宽带的1000m，路由器吞吐量是30mb/s，即三者之和。

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4.4 时延

高速链路(提高网速)，只能减小发送时延，无法减少其他三个时延。

4.4.1四类时延总结

名称	描述	计算公式
发送时延	数据从主机到信道上所用的时间	发送的数据长度/发送速率
传播时延	数据在信道上传播所花费的时间	信道长度/电磁波在信道上传播的速率
排队时延	数据在路由器前等待前面数据处理的时间	无计算方式
处理时延	数据在路由器中处理需求的时间	无计算方式

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4.5 时延带宽积

公式：时延带宽积=传播时延x带宽
即是链路上有多少比特的数据

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4.6 往返时延RTT

发送方发送数据开始，到发送方收到来自接收方的确认（接收方收到数据后便立即发送确认），总共经历的时延。
计算：RTT=传播时延x2+处理时间(有时可能直接忽略)

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4.8 利用率

4.8.1信道利用率

信道利用率=有数据通过时间/有+无数据通过时间

4.8.2 网络利用率

网络利用率=信道利用率加权平均值

利用率越高，延迟越大，所以利用率也不是越高越好！

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4.9性能指标思维导图

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5.分层结构

5.1 为什么要分层？

5.1.1 网络体系标准

5.1.2 协议

5.1.3 两个主机交换文件

向下推一层

继续向下推

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5.2 怎么分层？

各层需要完成的主要功能

同一级别层次之间才有协议的说法，上下层（相邻层）之间是接口，服务只能是下层为上层提供。

上层的PDU会作为下一层的SDU，一层一层往下。

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5.3 概念总结

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5.4分层结构思维导图

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6.OSI参考模型

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6.1 OSI七层

背诵技巧“用试惠淑网联物”

名称	作用
应用层	直接为用户的应用进程（例如电子邮件、文件传输和终端仿真）提供服务。如HTTP、SMTP、FTP、DNS等
表示层	把数据转换为能与接收者的系统格式兼容并适合传输的格式，即让两个系统可以交换信息
会话层	负责在数据传输中设置和维护计算机网络中两台计算机之间的通信连接
传输层	负责端到端通讯，可靠传输，不可靠传输 ，流量控制，复用分用
网络层	负责选择路由最佳路径，规划IP地址(ipv4和ipv6变化只会影响网络层)，拥塞控制
数据链路层	帧的开始和结束，还有透明传输，差错校验(纠错由传输层解决)
物理层	定义网络设备接口标准，电气标准(电压)，如何在物理链路上传输的更快

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6.2 ISO/OSI参考模型解释通信过程

上四层中间系统用不到，端到端通信，主机A和主机B直接联系，中间系统只用到了底下四层。

从应用层开始，DATA+H7作为下一层的PDU，以此类推，其中数据链路层多加了一个头部。
物理层什么都不加，只管发送数据（比特流）

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6.3 OSI模型七层描述

6.3.1 应用层

6.3.2 表示层

6.3.3 会话层

6.3.4 传输层

6.3.5 网络层

6.3.6 数据链路层

6.3.7 物理层

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6.4思维导图

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7.TCP/IP参考模型

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7.1 OSI与TCP/IP参考模型的不同点

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7.2 五层参考模型简介

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7.3 五层参考模型的数据封装与解封装

A发出数据时，每一层从上到下均添加一个首部PDU，但是数据链路层还要多加一个尾部信息。

而B获得数据过程则反过来，每一层从下到上剥去首部，逐层向上，直到到达时，就是原始数据！

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7.4分层结构思维导图

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8.本章知识点思维导图

读者可自行在思维导图基础上进行知识点回顾及内容扩展！！！

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计算机网络的网络体系结构部分到此介绍结束了，感谢您的阅读！！！如果内容对你有帮助的话，记得给我三连（点赞、收藏、关注）——做个手有余香的人。