计网——概述

1.1因特网概述

1. 网络

   节点和链路的连接形成网络

2. 互联网（互连网）

   通过路由器连接的两个网络

3. 因特网Internet

   世界上最大的互联网

因特网发展的三个阶段

因特网服务提供者ISP

因特网已发展成为基于ISP的多层次结构的互连网络

1.2电路交换、分组交换和报文交换

1. 电路交换（电话线交换）

   

2. 分组交换

   

   优缺点

   

3. 报文交换

   

1.3计算机网络的定义和分类

现阶段的较好定义

• 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

计算机网络的分类

1. 按网络的覆盖范围分类

   

2. 按网络的使用者分类

   

3. 按交换方式分类

   • 电路交换

   • 分组交换

   • 报文交换

4. 按传输介质分类

   

5. 按拓扑结构分类

   

1.4计算机网络的性能指标

1. 数据量单位

   

2. 速率

   

3. 带宽

   

   

4. 吞吐量

   

5. 时延

   • 发送时延（传输时延）

     

     发送速率=min[主机接口速率，线路带宽，交换机或路由器的接口速率]

   • 传播时延

     

   • 排队时延

     在路由器中排队所耗费的时间

   • 处理时延

     在路由器中被解封然后查表转发所耗费的时间

6. 时延带宽积

   

   时延带宽积也被称以比特为单位的链路长度，对后面理解最短帧长有帮助。

7. 往返时间RTT

   从发送端发送数据分组开始，到发送端收到接收端发来的相应确认分组为止，总共耗费的时间。

8. 利用率

   • 链路利用率

     某条链路有百分之几的时间是被利用的（即有数据通过）。完全空闲的链路的利用率为0。

   • 网络利用率

     网络中所有链路的链路利用率的加权平均

9. 丢包率

   在一定的时间范围内，传输过程中丢失的分组数量与总分组数量的比率。

   丢包率分类

   • 接口丢包率

   • 节点丢包率

   • 链路丢包率

   • 路径丢包率

   • 网络丢包率

   丢包的原因

   • 分组在传输过程中出现误码，被传输路径中的结点交换机（例如路由器）或目的主机检测出误码而丢弃。

   • 节点交换机根据丢弃策略主动丢弃分组。

   丢包率反映网络拥塞

   • 无拥塞时路径丢包率为0

   • 轻度拥塞时路径丢包率为1%-4%

   • 严重拥塞时路径丢包率为5%~15%

1.5计算机网络体系结构

• OSI标准失败的原因

  

• TCP/IP参考模型中的协议

  

计算机网络体系结构分层的必要性

物理层需要考虑的主要问题

• 采用什么传输媒体（物理层之下）

• 采用什么物理接口

• 采用什么信号表示比特0和1

数据链路层需要考虑的主要问题

• 标识网络中各主机（主机编址，例如MAC地址）

• 从比特流中区分出地址和数据（数据封装格式）

• 协调各主机争用总线（媒体接入控制）

• 以太网交换机的实现（自学习和转发帧）

• 检测数据是否误码（差错检测）

• 出现传输差错如何处理（可靠传输和不可靠传输）

• 接收方控制发送方注入网络的数据量（流量控制）

网络层需要考虑的主要问题

• 标识网络和网络中的主机（网络和主机共同编址，例如IP地址）

• 路由器转发分组（路由选择协议，路由表和转发表）

运输层需要考虑的主要问题

• 进程之间基于网络的通信（进程的标识，例如端口号）

• 出现传输差错如何处理（可靠传输和不可靠传输）

应用层需要考虑的主要问题

• 通过应用进程间的交互来完成特定的网络应用

• 进行会话管理和数据表示

计算机网络体系结构中的专用术语

1. 实体和对等实体

   

2. 协议（三要素）

   

   • 语法 - 定义所交换信息的格式

   • 语义 - 定义通信双方所要完成的操作

   • 同步 - 定义通信双方的时序关系

3. 服务

   

4. 服务访问点和服务原语

   

5. 协议数据单元PDU和服务数据单元SDU