计算机网络第一章概述

什么是网络协议

网络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

协议规定了通信实体之间所交换的信息的格式、意义、顺序以及针对收到消息或发生的事件所采取的“动作”

协议 的三要素:语法(数据与控制信息的结构或格式或底层的信号电平)、语义、时序

网络边缘:
客户服务器应用(client/server)
对等(peer-peer,p2p)应用模型(没有绝对的客户端服务器端,无(或不仅依赖)专用服务器,通信在对等实体之间直接进行,如QQ)

***接入网络:***将网络边缘接入核心网(住宅接入网络,机构接入网络,移动接入网络)
用户关心的是:带宽(bandwidth)网络中所说的带宽是数据传输速率,每秒多少bps。通信中或其他场合的带宽是指信号的最高频率与最低频率只差(单位为HZ)

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DSL采用频分多路复用技术
ADSL即非对称DSL即上行下行速率不匹配
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利用电视网络。挑电视频道就说调不同频率,数据,电视信号子啊共享线缆分布式网络上利用不同频率传播
各家庭通过电缆网络至光纤接入ISP路由器。各家庭共享家庭至电缆头端的接入网络,不同于SDL的独占至中心局的接入 。即使带宽比SDL高也不一定比其快

***网络核心:***关键功能:路由+转发
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数据交换
动态转接,在物理或逻辑上建立端口之间的连接
动态分配传输资源

电路交换(一般是独占式的)(最典型的电路交换网络:电话网络)
报文交换:以完整的报文去转发
分组交换:将报文分成一个个小组转发
分组交换可以看为是并行的而报文交换为串行
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使用电路交换。10个用户即会占满链路的带宽,而分组交换可以允许更多用户同时使用
多路复用技术

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延迟 丢包

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路由器内部也会有节点处理延迟:差错检测,确定输出链路,通常小于一毫秒
排队延迟:等待输出链路可用,取决于路由器堵塞程度

时延带宽积=传播时延×带宽

分组丢失(丢包)
队列缓存容量有限
分组达到满队列将被丢弃
丢弃分组可能由前序节点或源重发
丢包率=丢包数/已发送包总数

吞吐量:表示在发送端与接收端直接传送数据速率(bps)

计算机网络的体系结构
网络体系结构是从功能上描述计算机网络结构
此结构是分层结构
计算机网络体系结构是计算机网络的各层及其协议的集合
模块化的分层易于系统更新维护,任何一次服务实现的改变对系统其他层都是透明的

实体标识任何可发生或接收信息的硬件与软件进程
协议是控制两个对等实体进行通信的规则集合,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“
下层协议对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j交互,通过服务访问点SA,交换原语,指定请求服务。
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OSI模型

开放系统互联(OSI)参考模型是由国际标准化组织(ISO)1984年提出的分层网络体系结构模型
目的是支持异构网络系统的互联互通
OSI参考模型将网络从功能上分成七层(功能),每层完成特点的网络功能
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上面四层中间系统不需要实现,称为端到端层(end—end)
每层都会进行数据封装,一般在头上加自己曾的信息。链路层一般头尾都加

为什么要加数据封装?
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:实现协议功能信息,如:优先级(prority)、服务质量和安全控制等。

物理层
物理层需要定义的内容

规范接口特性: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

数据链路层
负责结点到结点数据传输(物理直接相连的两个结点),以帧为数据单位
组帧:加头加尾。可已让物理层收到的比特率区分为帧
物理寻址(增加目标结点一个地址):在帧头中增加发送端he/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:匹配接收端发送端的数据速度,防止发送接收速度不匹配导致丢包
差错控制:检测并重传损坏或丢失帧,并避免重复帧
接入访问控制
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
负责源主机到目的主机数据分组交付
逻辑寻址:全局唯一逻辑地址。确保数据分组被送达目的地主机,如IP地址
路由:
分组转发
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每次到路由器都会重新封装新的数据链路层地址,但是网路层永远不变,这样才能保证跨越多个网络

传输层
负责源到目的(进程间)完整报文传输
分段与重组:在发送端分成一个个段,在接收端重组
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

会话层

对话控制:对话的建立维护
对话的同步:在数据流中插入”同步点“
最薄的一层(实际网络根本没有这一层)

表示层
处理两个系统间交换信息的语法于语义问题
数据表示转化(不同计算机字节顺序不同,如大端小端):转换为主机独立的变化,目的主机把独立编码转换为自己的编码
压缩/解压缩
加密/解密

应用层
给用户提供使用网络的接口
典型应用层服务:文件传输(FTP),电子邮件(SMTP),Web(HTTP)

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五层参考模型:结合OSI和TCP/IP的优点 应用层,传输层,网络层、数据链路层、物理层
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