第一章:概述
1.计算机网络定义
计算机网络主要由一些通用的、可编程的硬件互联而成的,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。
2.计算机网络组成
计算机网络由若干节点和连接这些节点的链路组成。
3.网络的分类
(1)按照网络的作用范围进行分类:①广域网WAN ②城域网MAN ③局域网LAN ④个人区域网PAN
(2)按照网络的使用者进行分类:①公用网 ②专用网
4.网络协议定义及三个要素
(1)定义:为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定称为网络协议。
(2)三个要素:语法、语义、同步。
①语法:即数据与控制信息的结构或格式。
②语义:即需要发出何种控制信息,完成何种动作以及做出何种响应。
③同步:即事件实现顺序的详细说明。
5.三种交换
(1)电路交换
定义:就是计算机终端之间通信时,一方发起呼叫,独占一条物理线路。当交换机完成接续,对方收到发送端的信号,双方即可进行通信。在整个通信过程中双方一直占用该电路。
优点:实时性强、时延小、交换设备成本较低。
缺点:线路的利用率低,电路接续时间长、通信效率低
(2)报文交换
定义:将用户的报文存储在交换机的存储器中,当所需要的输出电路空闲时,再将该报文发向接收的交换机或终端,以存储转发方式在网内传输数据。
优点:无须建立连接,用户可随时发送报文;可动态分配线路;提高了线路的利用率和可靠性;可提供多目标服务。
缺点:造成网络转发时延大;要求网络节点需要有较大的缓存空间。
(3)分组交换
定义:也采用存储转发方式,但限制了每次传送的数据块大小的上限,把大的数据块划分为合理的小数据块,再加上一些必要的控制信息,构成分组。网络节点根据控制信息把分组送到下一个节点,下一个节点接收到分组后,暂时保存并排队等待传输,然后分组控制信息选择它的下一个节点,直到到达目的节点。
优点:无须建立连接,用户可随时发送分组;线路的利用率高;相对于报文交换简化了存储管理;加速了传输;分组较短减少了出错概率和重发数据量。
缺点:存在存储转发时延;需要传输额外的信息量。
6.计算机网络体系结构
(1)OSI的体系结构:①物理层 ②数据链路层 ③网络层 ④运输层 ⑤会话层 ⑥表示层 ⑦应用层
(2)TCP/IP的体系结构:①链路层 ②网际层IP ③运输层 ④应用层
(3)五层协议的体系结构:①物理层 ②数据链路层 ③网络层 ④运输层 ⑤应用层
(4)五层协议体系结构中各层次的功能:
①物理层:传送比特,考虑多大的电压代表0或1,以及接收方如何识别发送方所发送的比特,确定连接电缆的插头应当有多少根引脚以及各引脚应如何连接。
②数据链路层:传送帧,使接收端知道一个帧从哪里开始和结束,还可使接收端能够检测到所接收到的帧中有无差错。
③网络层:负责为分组交换网上的不同主机提供通信服务。
④运输层:负责向两台主机中进程之间的通信提供通用的数据传输服务。
⑤应用层:通过应用进程间的交互来完成特定网络应用。
7.计算机网络的性能指标
(1)速率:指数据的传送速率。
(2)带宽:表示在单位时间内网络中的某信道所能通过的“最高数据率”。
(3)吞吐量:表示在单位时间内通过某个网络(或信道、接口)的实际数据量。
(4)时延:是指数据从网络的一端传送到另一端所需的时间。
①发送时延:是主机或路由器发送数据帧所需要的时间,也就是从发送数据帧的第一个比特算起,到该帧的最后一个比特发送完毕所需的时间。
②传播时延:是电磁波在信道中传播一定的距离需要花费的时间。
③处理时延:主机或路由器在收到分组时要花费一定的时间进行处理。
④排队时延:分组在进入路由器后要先在输入队列中排队等待处理,在路由器确定了转发接口后,还要在输出队列中排队等待转发,这就产生了排队时延。
(5)时延带宽积:等于传播时延×带宽。
(6)往返时间RTT:信息双向交互一次所需的时间。
(7)利用率:分信道利用率和网络利用率。
①信道利用率:指某信道有百分之几的时间是被利用的(有数据通过)。
②网络利用率:是全网络的信道利用率的加权平均值。