计算机网络——计算机网络基本概念

计算机网络基本概念

一、计算机网络的概念

是一些互联的、自治的计算机系统的集合

二、计算机网络的组成

1)从组成部分上看，一个完整的计算机网络主要由硬件、软件、协议三大部分组成，缺一不可。硬件主要由主机(也称端系统)、通信链路( 如双绞线、光纤)、交换设备(如路由器、交换机等)和通信处理机(如网卡)等组成。软件主要包括各种实现资源共享的软件和方便用户使用的各种工具软件(如网络操作系统、邮件收发程序、FTP程序、聊天程序等)。软件部分多属于应用层。协议是计算机网络的核心。

2)从工作方式上看，计算机网络(这里主要指Internet)可分为边缘部分和核心部分。边缘部分由所有连接到因特网上、供用户直接使用的主机组成，用来进行通信(如传输数据、音频或视频)和资源共享;核心部分由大量的网络和连接这些网络的路由器组成，它为边缘部分提供连通性和交换服务。
3)从功能组成上看，计算机网络由通信子网和资源子网组成。通信子网由各种传输介质、通信设备和相应的网络协议组成，它使网络具有**数据传输、交换、控制和存储的能力，实现联网计算机之间的数据通信。资源子网是实现资源共享功能的设备及其软件的集合，**向网络用户提供共享其他计算机上的硬件资源、软件资源和数据资源的服务。

三、计算机网络的功能

四、计算机网络的分类

五、计算机网络的性能指标

1.速率：
速率即数据率或称数据传输率或比特率。连接在计算机网络.上的主机在数字信道上传送数据位数的速率。
单位是b/s，kb/s， Mb/s， Gb/s, Tb/s
千1kb/s=10b/s
兆1Mb/s=10 ^ 3kb/s= 10^6b/s
吉1Gb/s=10^3Mb/s=10 ^ 3kb/s= 10 ^9b/s
太1Tb/s=10^ 3 Gb/s=10 ^ 6Mb/s=10 ^ 9kb/s=10^12b/s

2.带宽：
①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。
3.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 。吞吐量受网络的带宽或网络的额定速率的限制。
4.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。

ps：高速链路减少的是发送时延（传输时延）
5.时延带宽积：
时延带宽积=传播时延X带宽
以比特为单位的链路长度
即某段链路现在有多少比特
6.往返时间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越大，在收到确认之前，可以发送的数据越多。

7.利用率：
①信道利用率
②网络利用率

六、分层的基本原则

1.各层之间相互独立，每层只实现- -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。

七、分层结构

1.实体:第n层中的活动元素称为n层实体。同一层的实体叫对等实体。
2.协议:为进行网络中的对等实体数据交换而建立的规则、标准或约定称为网络协议。
语法:规定传输数据的格式
语义:规定所要完成的功能
同步:规定各种操作的顺序
3.接口(访问服务点SAP) :上层使用下层服务的入口。

八、OSI参考模型

1.应用层：所有能和用户交互产生网络流量的程序

2.表示层：用于处理在两个通信系统中交换信息的表示方式(语法和语义)
功能一:数据格式变换
功能二:数据加密解密
功能三:数据压缩和恢复
3.会话层：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。
功能一:建立、管理、终止会话
功能二:使用校验点可使会话在通信失效时从校验点/同步点继续恢复通信，实现数据同步。（适用于传输大文件。）
主要协议：ADSP、ASP
4.传输层：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。
功能一:可靠传输、不可靠传输
功能二:差错控制
功能三:流量控制
功能四:复用分用
主要协议：TCP、UDP
5.⭐网络层：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。
功能一:路由选择
功能二:流量控制
功能三:差错控制
功能四:拥塞控制
主要协议: IP、IPX、ICMP、IGMP、ARP 、RARP、OSPF
6.数据链路层：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。
功能一:成帧(定义帧的开始和结束)
功能二:差错控制帧错+位错
功能三:流量控制
功能四:访问(接入)控制控制对信道的访问
主要协议:
SDLC、HDLC、PPP、STP
7.物理层：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。
功能一:定义接口特性
功能二:定义传输模式（单工、半双工、双工）
功能三:定义传输速率
功能四:比特同步
功能五:比特编码
主要协议:Rj45、802.3

九、TCP/IP参考模型

十、五层参考模型