计算机网络——概述

目录

计算机网络体系结构

性能指标 

体系结构与参考模型

分层结构

OSI参考模型

TCP/IP参考模型

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计算机网络体系结构

计算机网络的概念

计算机网络: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，由功能完善的软件实现资源共享和信息传递的系统。

计算机网络是互连的、自治的计算机集合。
 互连-互联互通通信链路

 自治-无主从关系

计算机网络的功能：

1、数据通信（连通性）

2、资源共享（硬件、软件、数据）

3、分布式处理！多台计算机各自承担同一工作任务的不同部分（Hadoop平台）

4、提高可靠性

5、负载均衡（各计算机之前更亲密）

计算机网络的组成

1、组成部分：硬件、软件、协议

2、工作方式两种【边缘部分（用户直接使用（C/S方式、P2P方式）），核心部分（为边缘部分服务）】

3、功能组成 （通信子网【实现数据通信】、资源子网【实现资源共享/数据处理】）

 

 计算机网络的分类

标椎化工作

性能指标 

速率相关性能指标

速率

 带宽

①“带宽”原本指某个信号具有的频带宽度，即最高频率与最低频率之差，单位是赫兹（Hz）。

②计算机网络中，带宽用来表示网络的通信线路传送数据的能力，通常是指单位时间内从网络中的某一点到另一点所能通过的“最高数据率”。单位是“比特每秒”，b/s，kb/s，Mb/s，Gb/s。网络设备所支持的最高速度

吞吐量

表示在单位时间内通过某个网络（或信道、接口）的数据量。单位b/s，kb/s，Mb/s等。

吞叶量受网络的带宽或网络的额定速率的限制。
 

时延相关指标

时延

指数据（报文/分组/比特流）从网络（或链路）的一端传送到另一端所需的时间。也叫延迟或迟延。单位是s。

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（信道带宽）
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

使用高速链路(提高网速)，只能减小发送时延，无法减少其他三个时延【发送时延公式】

时延带宽机

公式：时延带宽积(bit)=传播时延(s)x带宽(b/s) ,意思是某段链路上有多少比特的数据（容量）

往返时延RTT

从发送方发送数据开始，到发送方收到接收方的确认（接收方收到数据后立即发送确认),总共经历的时延。
RTT=传播时延x2+末端处理时间(可能忽略不计)

利用率

信道利用率=有数据通过时间/（有+无数据通过时间）

网络利用率=所有信道利用率加权求平均值

时延和利用率关系图

体系结构与参考模型

分层结构

为什么要分层？

发送文件前要完成的工作:
(1）发起通信的计算机必须将数据通信的通路进行激活。

(2）要告诉网络如何识别目的主机。
(3）发起通信的计算机要查明目的主机是否开机，并且与网络连接正常。
(4）发起通信的计算机要弄清楚，对方计算机中文件管理程序是否已经做好准备工作。

(5）确保差错和意外可以解决。

分层的基本原则

1.各层之间相互独立，每层只实现一种相对独立的功能。

2.每层之间界面自然清晰，易于理解，相互交流尽可能少。

3.结构上可分割开。每层都采用最合适的技术来实现。
4.保持下层对上层的独立性，上层单向使用下层提供的服务。
5.整个分层结构应该能促进标准化工作

正式认识分层结构
 总结：
网络体系结构是从功能上描述计算机网络结构。
计算机网络体系结构简称网络体系结构是分层结构。
每层遵循某个/些网络协议以完成本层功能。
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。
第n层在向n+1层提供服务时，此服务不仅包含第n层本身的功能，还包含由下层服务提供的功能。
仅仅在相邻层间有接口，且所提供服务的具体实现细节对上一层完全屏蔽。
体系结构是抽象的，而实现是指能运行的一些软件和硬件。

计算机网络分层结构

（七层OSI参考模型（法定标椎）+4层TCP/IP参考模型（事实标椎））====》5层体系结构

OSI参考模型

模型

名称	英文	概念
应用层	Application Layer	所有能和用户交互产生网络流量的程序，典型的应用层服务（FTP、SMTP、HTTP）
表示层	Presentation Layer	用于处理在两个通信系统中交换信息的表示方式，三功能（数据格式交换，数据加密解密、数据压缩和恢复）
会话层	Session Layer	向表示层实体/用户进程提供建立连接并在连接上有序地传输数据。这是会话，也是建立同步(SYN)
传输层	Transport Layer	负责主机中两个进程的通信，即端到端的通信。传输单位是报文段或用户数据报。（TCP/UDP）
网络层	Network Layer	主要任务是把分组从源端传到目的端，为分组交换网上的不同主机提供通信服务。网络层传输单位是数据报。
数据链路层	Data Link Layer	主要任务是把网络层传下来的数据报组装成帧。数据链路层/链路层的传输单位是帧。
物理层	Physical Layer	主要任务是在物理媒体上实现比特流的透明传输。物理层传输单位是比特。

透明传输:指不管所传数据是什么样的比特组合,都应当能够在链路上传送。

 OSI流程介绍

网络层及以上，每一层都要对上一层发送的数据进行处理（加个头部）
数据链路层不仅需要加头部，还需要加尾部
物理层什么都不加，只管发送数据（比特流）

TCP/IP参考模型

OSI参考模型与TCP/IP参考模型相同点

1.都分层

2.基于独立的协议栈的概念

3.可以实现异构网络互联

OSI参考模型与TCP/IP参考模型不同点

五层参考模型及其传输过程简介

五层参考模型的数据封装与解封装