哈工大计网复习(一)绪论

1.计算机网络是通信技术+计算机技术,互连的、自治的计算机集合

  •  自治:无主从关系 互连:互联互通
  •  通过交换网络互连主机,交换节点:路由器/交换机
  •  Internet:全球最大的互联网络,数以百万计的互连计算设备集合&通信链路&分组交换(路由器、交换机)

2.网络协议

  • 计算机网络基础:硬件(主机、路由器、通信链路等)
  • 协议:数据交换所遵守的规则
  • 协议三要素:语法(数据与控制信息的结构或格式)、语义(何时发出何种控制信息、完成何种动作及做出何种响应)、时序(事件顺序、速度匹配)
  • Internet协议标准:RFC/IETC

3.计算机网络结构

  • 网络边缘:主机+网络应用

主机:位于网络边缘、运行网络应用程序 web +email C/S应用 P2P模型

  • 接入网络、物理介质:有线/无线通信链路

将网络边缘接入核心网络 用户关心:带宽、共享/独占

  • DSL接入(数字用户线路),利用不同载频传输声音、数据
  • 哈工大计网复习(一)绪论_第1张图片
  • 电缆网络接入:混合光纤同轴电缆

各家庭共享至电缆头端的接入网络

  • 机构接入网络(Ethernet),端系统直接连接以太网交换机
  • 哈工大计网复习(一)绪论_第2张图片
  • 无线接入网络:通过共享无线接入网络连接端系统&路由器、基站
  • 无线局域网LAN、广域无线接入3G\4G
  • 网络核心:互联的路由器、网络之网络

关键功能:路由+转发

路由:确定分组从源到目的传输路径

转发:将分组从路由器输入端口交换至正确输出端口

解决:数据从源主机经网络核心达目的主机,数据交换

4.Internet结构:网络之网络

  • 端系统通过接入ISP连接到Internet,接入ISP需进一步互连,构成复杂的网络互连的网络
  • 哈工大计网复习(一)绪论_第3张图片
  • Regional net:区域网络,连接接入ISP和运营商ISP
  • 内容提供商网络 Content provider network:运行自己的网络并就近为用户提供服务、内容,如Google通常绕过一级ISP和区域ISP
  • 哈工大计网复习(一)绪论_第4张图片
  • 一级商业ISP 网通、电信等,提供国家或国际范围覆盖

5.数据交换-电路交换——传输时延最小

  • 特点:
    • 最典型电路交换网络:电话网络
    • 电路交换三个阶段:建立连接、通信、释放连接
    • 独占资源
  • 电路交换共享中继线:多路复用
  • 不适合突发性传输(建立电路时延太大) 

6.多路复用

  • 链路/网络资源划分为资源片,资源片分配给各路呼叫,每路呼叫独占分配到的资源片
  • 典型多路复用:FDM/TDM/WDM/CDM
    • FDM频分多路复用:各用户占用不同带宽(Hz)
    • 哈工大计网复习(一)绪论_第5张图片
    • TDM时分多路复用
    • 哈工大计网复习(一)绪论_第6张图片
    • 波分多路复用:光的频分多路复用
    • 码分多路复用:
      • 每个用户一个唯一的mbit码片序列,0用-1表示,1用+1表示
      • 编码信号=原始数据*码片序列,发送比特1,则发送mbit码片序列,发送比特0,则发送mbit码片序列反码
      • 各用户码片序列相互正交
      • 发送方的码片序列编码发送数据
      • 各用户叠加向量为
      • 解码:码片序列与编码信号内积
      • 哈工大计网复习(一)绪论_第7张图片

7.报文/分组交换

  • 报文:源发送的信息整体,比如一个文件
  • 分组交换:报文拆分出的一系列相对较小数据包,需要报文的拆分与重组,产生额外开销,分组=头+数据
  • 哈工大计网复习(一)绪论_第8张图片
  • 存储转发:报文交换以完整报文存储转发,分组交换对较小分组存储转发
  • 分组交换传输时延=L/R,L为分组长度Lbit
  • 报文交换,每次传输报文需M/R秒,报文长度为Mbit
  • 分组交换时间T = M/R+(H-1)L/R H为跳步数,h-1=n,n为中间经过的路由器个数
  • 哈工大计网复习(一)绪论_第9张图片
  • 分组交换
    • 允许更多用户同时使用网络,充分共享网络资源,
    • 适用于突发数据传输网络、资源充分共享,无需呼叫建立
    • 可能产生拥塞:分组延迟和丢失

8.计算机网络性能

  • 速率,比特率:单位时间传输信息量 bps kb/s Mb/s Gb/s
  • 带宽:信号具有的频带宽度,网路的带宽常指数字信道所能传送的最高数据率,单位bps 常用:kb/s Mb/s Gb/s
  • 丢包/时延:分组到达速率超过输出链路容量,分组排队,等待输出链路可用
  • 哈工大计网复习(一)绪论_第10张图片
  • 四种分组延迟:dnodal = dproc+dqueue+dtrans+dprop
    • 节点处理延迟dproc:差错检测、确定输出链路
    • 排队延迟dqueue:等待输出链路可用、取决于路由器拥塞程度(这两个在做题中基本都忽略)

流量强度=La/R ~0:平均排队延迟很小

->1 平均排队延迟很大

>1超出服务能力,平均排队延迟无限大

哈工大计网复习(一)绪论_第11张图片

  • 传输延迟dtrans:L/R 发送一个分组的传输延迟
  • 传播延迟dprop:d/s 物理链路长度/信号传播速度,分组在物理链路上的传播时间
  • 时延带宽积 = 传播时延*带宽 = dprop*R bits 以比特为单位的链路长度
  • 丢包:队列缓存容量有限、分组到达已满队列将被丢弃
  • 丢包率 = 丢包数/已发送分组总数
  • 吞吐量:发送端和接收端传送数据的速率
  • 哈工大计网复习(一)绪论_第12张图片
  • 每条连接端到端的吞吐量受瓶颈链路的限制,即吞吐量最小的链路的限制
  • 信道利用率:(N*L/R)/(L/R+2*RTT)
  • 信道利用率*数据传输速率=吞吐量

9.计算机网络体系结构

  • 组成部分:主机、路由器、各种链路、应用、协议
  • 描述网络的系统结构:分层结构,模块化分层易于系统更新、维护
  • 哈工大计网复习(一)绪论_第13张图片
  • 协议:同层两个对等实体进行通信的规则集合,协议是水平的
  • 服务:任意实体需使用下层服务,遵循本层协议,实现本层功能,像上层提供服务,服务垂直
  • 下层协议实现对上层用户是不可知的,黑盒
  • 通过服务访问点SAP,相邻层实体通过接口进行交互

10.OSI参考模型

  • 哈工大计网复习(一)绪论_第14张图片
  • 数据封装:增加控制信息(地址+差错检测编码+协议控制)
  • 物理层:接口特性、比特编码、数据率、比特同步、传输模式(单工、半/全双工) 设备:集线器
  • 数据链路层:
    • 结点-结点间数据传输、组帧、物理寻址,通过帧头增加发送/接收端物理地址标识数据帧发送/接收端
    • 功能:流量控制、差错控制、访问控制
  • 网络层:
    • 负责源主机到目的主机分组交付,可能穿越多个网络
    • 逻辑寻址,确保数据送达目的主机,如IP地址
    • 路由:路由器互连网络,路径选择,路由分组至最终目的主机
  • 传输层:
    • 端到端,进程间完整报文传输
    • 功能:分段与重组、SAP寻址、连接控制、流量控制、差错控制
  • 应用层功能:
    • 支持用户通过代理(如浏览器)或接口使用网络服务
    • 典型应用:FTP/SMTP/HTTP
  • TCP/IP参考模型:应用层/运输层/网际层/网络接口层
  • 哈工大计网复习(一)绪论_第15张图片
  • 应用层发报文,传输层封装成报文段tcp/数据报udp网络层封装成ip数据报,链路层封装成数据帧,物理层不存在下一层,不需要封装,直接转为比特流发送

你可能感兴趣的:(计算机网络)