计算机网络学习--概述

第一章 概述

第二章 物理层

第三章 数据链路层

第四章 网络层

第五章 传输层

第六章 应用层

第一章 概述

1.1、网络的网络

• 网络(network)由若干结点(node)和连接这些结点的链路(link)组成。
• 互联网是“网络的网络”(network of networks)
• 连接在因特网上的计算机都称为主机(host)

1.2、网络与因特网

• 网络把许多计算机连接在一起。
• 因特网则把许多网络连接在一起。

1.3、两种通信方式

在网络边缘的端系统中运行的程序之间的通信方式通常可划分为两大类： 客户服务器方式（C/S 方式）

• 即Client/Server方式

对等方式（P2P 方式）

• 即 Peer-to-Peer方式

1.4、三种交换方式

1.4.1、电路交换

电路交换的特点：

• 电路交换必定是面向连接的。
• 电路交换的三个阶段：
  • 建立连接
  • 通信
    • 释放连接

缺点：

正在通信的电路中有一个交换机或有一条链路被炸毁，则整个通信电路就要中断 如要改用其他迂回电路，必须重新拨号建立连接。这将要延误一些时间

总结：

• 计算机数据具有突发性。
• 这导致通信线路的利用率很低。

1.4.2、报文交换

• 在 20 世纪 40 年代，电报通信也采用了基于存储转发原理的报文交换(message switching)。
• 报文交换的时延较长，从几分钟到几小时不等。现在报文交换已经很少有人使用了。

1.4.3、分组交换

特点：

1. 在发送端，先把较长的报文划分成较短的、固定长度的数据段。
2. 每一个数据段前面添加上首部构成分组

优点：

高效 动态分配传输带宽，对通信链路是逐段占用。 灵活 以分组为传送单位和查找路由。 迅速 不必先建立连接就能向其他主机发送分组。 可靠 保证可靠性的网络协议；分布式的路由选择协议使网络有很好的生存性

问题：

分组在各结点存储转发时需要排队，这就会造成一定的时延。 分组必须携带的首部（里面有必不可少的控制信息）也造成了一定的开销。

1.5、性能指标

1.5.1、速率

• 比特（bit）是计算机中数据量的单位，也是信息论中使用的信息量的单位。
• Bit 来源于 binary digit，意思是一个“二进制数字”，因此一个比特就是二进制数字中的一个 1 或 0。
• 速率即数据率(data rate)或比特率(bit rate)是计算机网络中最重要的一个性能指标。速率的单位是 b/s，或kb/s, Mb/s, Gb/s 等
• 速率往往是指额定速率或标称速率。

1.5.2、带宽

在时间轴上信号的宽度随带宽的增大而变窄。

1.5.3、吞吐量

• 吞吐量(throughput)表示在单位时间内通过某个网络（或信道、接口）的数据量。

1.5.4、时延

• 传输时延（发送时延 ）
  • 发送数据时，数据块从结点进入到传输媒体所需要的时间。

传播时延

• 信道中传输所花费的时间

• 处理时延
  • 交换结点为存储转发而进行一些必要的处理所花费的时间。
• 排队时延
  • 结点缓存队列中分组排队所经历的时延。

从A向B发送数据

1.5.5、时延带宽积

• 也可称为以比特为单位的链路长度

1.5.6、利用率

• 当某信道的利用率增大时，该信道引起的时延也就迅速增加

1.6、五层体系结构

主机1向主机2发送数据的过程

接收时剥除相应层添加的数据即可

1.7、实体、协议、服务和服务访问点

• 实体(entity) 表示任何可发送或接收信息的硬件或软件进程。
• 协议是控制两个对等实体进行通信的规则的集合。

- 在协议的控制下，两个对等实体间的通信使得本层能够向上一层提供服务。要实现本层协议，还需要使用下层所提供的服务。

• 协议是“水平的”，即协议是控制对等实体之间通信的规则。
• 服务是“垂直的”，即服务是由下层向上层通过层间接口提供的。
• 同一系统相邻两层的实体进行交互的地方，称为服务访问点 SAP (Service Access Point)。