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

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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

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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)

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  2. 分组交换

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    优缺点

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  3. 报文交换

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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

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  2. 按网络的使用者分类

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  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

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  5. 按拓扑结构分类

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1.4计算机网络的性能指标

  1. 数据量单位

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  2. 速率

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  3. 带宽

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  4. 吞吐量

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  5. 时延

    • 发送时延(传输时延)

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      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

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    • 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

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    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

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  • OSI标准失败的原因

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  • TCP/IP参考模型中的协议

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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

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  2. 协议(三要素)

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    • 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

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  4. 服务访问点和服务原语

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  5. 协议数据单元PDU和服务数据单元SDU

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