计算机网络期末总复习——第一章 概述
第一章 概述
- 计算机网络的定义：
- 互联网组成
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- 端系统：
- 典型交换技术包括：
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- 1.电路交换
- 2.报文交换
- 3.分组交换
- 三种交换方式比较
- 计算机网络的分类
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- 1.按照网络的作用范围进行分类；
- 2.按照网络的使用者进行分类；
- 3.用来把用户接入到互联网的网络。
- 计算机网络几个重要的性能指标
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- 1.速率
- 2.带宽
- 3.吞吐量
- 4.时延
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- 1.发送时延
- 2.传播时延
- 3.处理时延
- 4.排队时延
- 5.时延带宽积
- 6.往返时间 RTT (Round-Trip Time)
- 7.利用率
- 通信协议和网络体系结构
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- 1.应用层
- 2.运输层
- 3.网络层
- 4.数据链路层
- 5.物理层
- 协议与服务
计算机网络的定义：
计算机网络是指将=地理位置不同的具有独立功能的多台计算机及其外部设备，通过通信线路连接起来，在网络操作系统，网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下，实现资源共享和信息传递的计算机系统
互联网组成
边缘部分： 由所有连接在互联网上的主机组成，由用户直接使用，用来进行通信（传送数据、音频或视频）和资源共享。
核心部分：由大量网络和连接这些网络的路由器组成，为边缘部分提供服务（提供连通性和交换）。
端系统：
处在互联网边缘部分的就是连接在互联网上的所有的主机
两种通信方式：
典型交换技术包括：
1.电路交换
建立连接：建立一条专用的物理通路（占用通信资源）。
通话：主叫和被叫双方互相通电话（一直占用通信资源）。
释放连接：释放刚才使用的专用的物理通路（归还通信资源）。
这种必须经过“建立连接（占用通信资源）、通话（一直占用通信资源）、释放连接（归还通信资源）”三个步骤的交换方式称为电路交换。
电路交换特点：通话的两个用户始终占用端到端的通信资源
2.报文交换
基于存储转发原理
3.分组交换
采用存储转发技术
互联网的核心部分采用分组交换技术
带来的问题：
排队延迟：分组在各路由器存储转发时需要排队。
不保证带宽：动态分配。
增加开销：各分组必须携带控制信息；路由器要暂存分组，维护转发表等。
三种交换方式比较
1.若要连续传送大量的数据，且其传送时间远大于连接建立时间，则电路交换的传输速率较快。
2.报文交换和分组交换不需要预先分配传输带宽，在传送突发数据时可提高整个网络的信道利用率。
3.由于一个分组的长度往往远小于整个报文的长度，因此分组交换比报文交换的时延小，同时也具有更好的灵活性。
计算机网络的分类
1.按照网络的作用范围进行分类；
2.按照网络的使用者进行分类；
3.用来把用户接入到互联网的网络。
接入网 AN (Access Network)
又称为本地接入网或居民接入网。
用于将用户接入互联网。
实际上就是本地 ISP 所拥有的网络，它既不是互联网的核心部分，也不是互联网的边缘部分。是从某个用户端系统到本地 ISP 的第一个路由器（也称为边缘路由器）之间的一种网络。从覆盖的范围看，很多接入网还是属于局域网
计算机网络几个重要的性能指标
1.速率
指的是数据的传送速率，也称为数据率 (data rate) 或比特率 (bit rate)。
单位：bit/s、 kbit/s、Mbit/s、 Gbit/s 等。
速率往往是指额定速率或标称速率，非实际运行速率
2.带宽
3.吞吐量
单位时间内通过某个网络（或信道、接口）的实际数据量。
受网络的带宽或网络的额定速率的限制。
额定速率是绝对上限值。
可能会远小于额定速率，甚至下降到零！
有时可用每秒传送的字节数或帧数来表示。
4.时延
指数据（一个报文或分组，甚至比特）从网络（或链路）的一端传送到另一端所需的时间。
有时也称为延迟或迟延。
1.发送时延
也称为传输时延。
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
注意：
发送时延与传播时延有本质上的不同。
发送时延发生在机器内部的发送器中，与传输信道的长度（或信号传送的距离）没有任何关系。
传播时延则发生在机器外部的传输信道媒体上，而与信号的发送速率无关。信号传送的距离越远，传播时延就越大。
3.处理时延
主机或路由器在收到分组时，为处理分组（例如分析首部、提取数据、差错检验或查找路由）所花费的时间。
4.排队时延
分组在路由器输入输出队列中排队等待处理和转发所经历的时延。
排队时延的长短往往取决于网络中当时的通信量。当网络的通信量很大时会发生队列溢出，使分组丢失，这相当于排队时延为无穷大。
一般说来，小时延的网络要优于大时延的网络。
在某些情况下，一个低速率、小时延的网络很可能要优于一个高速率但大时延的网络。
5.时延带宽积
6.往返时间 RTT (Round-Trip Time)
表示从发送方发送完数据，到发送方收到来自接收方的确认总共经历的时间。
7.利用率
通信协议和网络体系结构
1.应用层
任务：通过应用进程间的交互来完成特定网络应用。
协议：定义的是应用进程间通信和交互的规则。把应用层交互的数据单元称为报文(message)。例如：DNS，HTTP，SMTP
2.运输层
数据单元：数据段
1.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。
2.具有复用和分用的功能。
3.主要使用两种协议： 传输控制协议 TCP 和用户数据报协议 UDP 。
3.网络层
为分组交换网上的不同主机提供通信服务。
数据单元：数据包
两个具体任务：
路由选择：通过一定的算法，在互联网中的每一个路由器上，生成一个用来转发分组的转发表。
转发：每一个路由器在接收到一个分组时，要依据转发表中指明的路径把分组转发到下一个路由器。
互联网使用的网络层协议是无连接的网际协议 IP (Internet Protocol) 和许多种路由选择协议，因此互联网的网络层也叫做网际层或 IP 层。
IP 协议分组也叫做 IP 数据报，或简称为数据报。
4.数据链路层
数据单元：帧
常简称为链路层。
任务：实现两个相邻节点之间的可靠通信。
在两个相邻节点间的链路上传送帧（frame）。
如发现有差错，就简单地丢弃出错帧。如果需要改正出现的差错，就要采用可靠传输协议来纠正出现的差错。这种方法会使数据链路层协议复杂。
5.物理层
数据单元：比特
任务：实现比特（0 或 1）的传输。
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。
注意：传递信息所利用的一些物理媒体，如双绞线、同轴电缆、光缆、无线信道等，并不在物理层协议之内，而是在物理层协议的下面。
协议与服务
