计算机网络01:因特网概述、三种交换方式、计算机网络定义和分类、计算机网络的性能指标、计算机网络体系结构

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因特网概述

网络:由若干节点和连接这些节点的链路组成
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互连(联)网:多个网络通过路由器互连起来,构成一个覆盖范围更大的网络,即互连(联)网;因此互联网是“网络的网络”
因特网:世界上最大的互联网络

internet(互连(联)网)是一个通用名词,泛指由多个计算机网络互联而成的网络,这些网络之间的协议是任意的
Internet(因特网)则是一个专有名词,指当前全球最大的、开放的、由众多网络相互连接而成的特定计算机网络,它才有TCP/IP协议族作为通信的规则,前身是美国的ARPANET

因特网发展的三个阶段

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ISP:Internet Service Provider
基于ISP的三层结构的因特网
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因特网的标准化工作

因特网的组成

  1. 边缘部分
    由所有连接在因特网上的主机组成。这部分是用户直接使用的,用来进行通信(传送数据、音频或视频)和资源共享
  2. 核心部分
    大量网络和连接这些网络的路由器组成。这些部分是为边缘部分提供服务的(提供连通性和交换)

三种交换方式:电路交换、分组交换、报文交换

电路交换

  1. 电话交换机接通电话线的方式成为电路交换
  2. 从通信资源的分配角度来看,交换就是按照某种方式动态地分配传输线路的资源
  3. 电路交换的三个步骤:
    1. 建立连接(分配通信资源)
    2. 通话(一直占用通信资源)
    3. 释放连接(归还通信资源)

当使用电路交换来传送计算机数据时,其线路的传输效率很低

分组交换

  1. 发送方:构造分组,发送分组
  2. 路由器:缓存分组,转发分组
  3. 接受方:接收分组,还原报文

报文交换

被分组交换取代,不详细介绍

三种交换方式对比

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计算机网络定义和分类

计算机网络定义

  1. 计算机网络的精确定义并未统一
  2. 计算机网络的最简单的定义:一些互相连接的、自治的计算机的集合
    互联:是指计算机之间可以通过有线或无线的方式进行数据通信
    自治:是指独立的计算机,它有自己的硬件和软件,可以单独运行使用
    集合:是指至少需要两台计算机
  3. 计算机网络的较好定义:计算机网络主要是由一些通用的可编程的硬件互连而成,而这些硬件并非专门用来实现某一特定目的(例如,传送数据或视频信号)这些可编程的硬件能够用来传送多种不同类型的数据,并能支持广泛的和日益增长的应用
    计算机网络所连接的硬件,并不限于一般的计算机,而是包括了智能手机等只能硬件
    计算机网络并非专门用来传送数据,而是能支持很多种应用(包括今后可能出现的各种应用)

计算机网络分类

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计算机网络的性能指标

性能指标可以从不同的方面来度量计算机网路的性能
常用的计算机网络性能指标有以下8个:

  1. 速率
  2. 带宽
  3. 吞吐量
  4. 时延
  5. 时延带宽积
  6. 往返时间
  7. 利用率
  8. 丢包率

速率

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带宽

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吞吐量

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时延

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忽略处理时延,是哪个时延处于主导地位?
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时延带宽积

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往返时间

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利用率

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丢包率

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计算机网络体系结构

常见的计算机网络体系结构

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TCP/IP体系机构中的网络接口层并没有规定什么具体的内容,这样做的目的是可以互连全世界不同的网络接口,例如有线的以太网接口,无线的wifi接口,而不限定仅适用一种或几种接口。
因此,本质上TCP/IP体系结构只有上面三层。
IP协议是TCP/IP体系结构网际层的核心协议
TCP/UDP是TCP/IP体系结构运输层的两个重要协议
TCP/IP体系结构应用层包含了大量应用层协议,例如:HTTP、SMTP、DNS、RTP

IP协议作为核心协议,一方面使用IP协议互联不同的网络接口另一方面为各种网络应用特供服务

为了方便学习计算机网络原理,又将四层体系结构划分为五层
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计算机网络体系结构分层的必要性

计算机网络是个非常复杂的系统。
分层可将庞大而复杂的问题,转化为若干较小的局部问题,而这些较小的局部问题就比较易于研究和处理

物理层

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数据链路层:

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解决了物理层和数据链路层的问题,分组就能在一个网络上传输

网络层

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实现分组在网络间传输的问题

运输层

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实现进程间基于网络的通信

应用层

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总结

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计算机网络体系结构分层思想举例

举例视频讲解.

计算机网络体系结构中的专业术语

实体

任何可发送或接收信息的硬件或者软件进程
对等实体:收发双方相同层次中的实体
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协议

控制两个对等实体进行逻辑通信的规则的集合
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协议的三要素:语法、语义、同步

  1. 语法:定义所交换信息的格式
  2. 语义:定义收发双发所要完成的操作
  3. 同步:定义收发双放的时序关系

服务

  1. 在协议的控制下,两个对等实体间的逻辑通信使得本层能够向上一层提供服务
  2. 要实现本层协议,还需要使用下一层所提供的服务
  3. 协议是“水平的”,服务是“垂直的”
  4. 实体看得见相邻下层提供的服务,但不知道实现该服务的具体协议。也就是下面的协议对上面的实体是“透明的”
  5. 服务访问点:在同一系统中相邻两层的实体交换信息的逻辑接口,用于区分不同的服务类型
    数据链路层的服务访问点为帧的“类型”字段
    网络层的服务访问点为IP数据报首部中的“协议”字段
    运输层的服务访问点为“端口号”
  6. 服务原语:上层使用下层所提供的服务必须通过与下层交换一些命令,这些命令被称为服务原语
  7. 协议数据单元PDU:对等层次间传送的数据包称为改成的协议数据单元
  8. 服务数据单元SDU:同一系统内,层与层间交换的数据包称为改成的服务数据单元
  9. 多个服务数据单元合成一个协议数据单元,一个服务数据单元也可以划分为多个协议数据单元
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