计算机网络概述

分散独立的计算机系统
通过通信设备和线路连接起来
由功能完善的软件
实现资源共享和信息传递的系统
计算机网络是互联的,自治的计算机集合
互联:通过互联网互联
自治:无主从关系

计算机网络功能

  1. 数据通信
  2. 资源共享
  3. 分布式处理 多台计算机各自承担同一工作的不同任务部分
  4. 提高可靠性
  5. 负载均衡

    组成部分

  6. 硬件

  7. 软件
  8. 协议

    工作方式

  9. 边缘部分 用户直接使用

    1. C/S方式
    2. P2P方式
  10. 核心部分 为边缘部分服务

    功能组成

  11. 通信子网 实现数据通信

  12. 资源子网 实现资源共享和数据处理

在七层中,应用层到会话层是资源子网,用来实现资源共享功能的设备和软件的集合
从网络层到物理层是通信子网,各种传输介质和通信设备相应的网络协议组成

计算机网络的分类

按照分布范围分为

  1. 广域网 (WAN)
  2. 局域网(WAN)
  3. 个人局域网’
  4. etc

    按照使用者分

  5. 公用网 所有人都可以使用

  6. 专用网 专门部门使用

    按照交换方式分

  7. 电路交换

  8. 报文交换
  9. 分组交换

    按照拓扑结构分

  10. 总线型网络

  11. 星型网络
  12. 环型网络
  13. 网状型网络

    按照传输技术分

  14. 广播网络 共享公共通信信道

  15. 点对点网络 通过分组储存转发和路由选择机制

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标准化工作

标准化对网络至关重要

标准的分类 法定标准和事实标准

法定标准
权威机构办法制定的合法标准
OSI

事实标准:TCP/IP标准
RFC Request for comments 因特网标准的形式

  1. 因特网草案(Internet Draft)
  2. 建议标准 成为建议标准
  3. 请求评论草案标准 送审IETF IAB
  4. 成为因特网标准

    相关组织

  5. ISO : OSI HDLC协议

  6. ITU 国际电信联盟 规定通信规则
  7. IEEE 电气电子工程师学会
  8. IETF Internet工程任务组 RFC XXXX是RFC的标准格式

网络指标

速率

速率即数据率或数据传输率,比特率
链接在网络上的主机在数字信道上传送数据的速率

单位 换算
bit 比特 8bit = 1byte
byte 字节 1byte = 8比特
word 字 1word = 2byte

带宽

狭义上的带宽是最高频率和最低频率的差
网络带宽指的是最高数据率,网络所支持的最高速度。
发送端最理想的发送(注入)速率
每条链路收到物理定律限制只能发送一个bit

吞吐量

单位时间内通过某个网络的数据率
收到网络带宽和网络速率限制

时延

数据从一端到达另一端是需要的时间,延迟或迟延,单位是秒
从发到收分为四种时延

  1. 发送时延(传输时延)
  2. 传播时延
  3. 排队时延
  4. 处理时延

发送时延公式:

发送时延=数据长度 / 信道带宽(发送速率)
传播时延:电磁波传播速度和链路长度 = 信道长度/电磁波在信道上的传播速度
排队时延:等待输出/入 链路可用(入队和出队时间)发生在路由器
处理时延:对数据的处理时间
高速链路指的是提高发送速率(提高带宽)

时延带宽积(时延×带宽)

时延带宽积 = 传播时延×带宽
单位是bit
以比特为单位的链路长度
某段链路现在又多少比特,指的是链路上的比特容量,链路充满比特量

往返时延RTT

发送方发送数据开始,到发送方收到接收方的确认总共经历的时延
RTT越大,在收到数据确认之前,可以发送的数据越多
RTT包含:

  1. 往返传播时延 = 传播时延 * 2
  2. 末端处理时延

    利用率

  3. 信道利用率

    1. 车道利用率,链路利用率 = 有数据通过的时间 / 所有时间
  4. 网络利用率
    1. 信道利用率加权取平均值
  5. image.png
  6. 利用率极高时,链路上数据很多,造成拥堵导致时延急剧增大