1.1计算机网络概述

一计算机网络概述

    计算机网络概念,组成与功能,计算机网络分类

    计算机网络标准化工作及相关组织

二计算机网络体系结构与参考模型

    计算机网络分层结构:计算机网络协议、接口、服务等概念

    ISO/OSI参考模型和TCP/IP模型


1.1.1计算机网络概念

概念(计算机网络是什么):通常来说,计算机网络是一个将分散的、具有独立功能的计算机系统,通过通信设备与线路连接,由功能完善的软件实现资源共享和信息传递的系统,就是一些互联自治的计算机系统集合。(就是将每个独立的计算机系统通过设备线路连接来实现信息资源共享和传递的系统)

前人给计算机下了三种普遍的定义:

1.广义:能实现信息处理或资源共享的系统

(仅仅是物理结构上计算机雏形,资源共享能力若,算是计算机网络发展的低级阶段)

2.资源共享观点:“以能够互相共享资源联系起来的系统集合”

(1.为了共享2.组成单元由多个计算机独立系统组成3.遵循网络协议规则,基本符合)

3.用户透明观点:为用户(我们)自动管理资源,调用用户(我们)所需要的资源,用户(我们)无需了解网络存在和位置信息

(它描述了一个分布式系统,这是网络发展目标)

1.1.2计算机网络组成

1.组成部分:硬件(主机,网线,交换设备:路由器交换机,通信处理器:交换机),软件(各种工具),协议(规则也是核心)

2.工作方式:边缘部分(连接网的主机),核心部分(网络和连接网的路由器)

3.功能组成:通信子网(传输通信设备和网络协议),资源子网(资源共享的设备和软件)

1.1.3计算机网络功能

1.数据通信(最基础,最重要)

(用来实现计算机信息传输,并联系不同位置的计算机进行调配、控制和管理)

如:文件传输,电子邮件

2.资源共享(提高资源利用率:硬件,软件,数据)

3.分布式处理(提高系统利用率:分配计算机任务以免负荷过重)

4.提高可靠性(计算机可以通过网络变成其他计算机替代机)

5.负载均衡(将工作均衡分配网络中各台计算机)

(总结:为了通信,均衡地提高两个利用率和可靠性)

1.1.4计算机网络的分类

1.按范围(广域WAN,城域网MAN,局域网LAN,个人区域网PAN)

2.按传输技术(广播式:通常局域网和广域网的无线和卫星,点对点:大多广域网)

区别:是否采用---分组存储与路由选择机制

3.拓扑结构(路由器与主机  和    网线的几何关系)

总线形,星形,环形和网状形网

4种结构概念和优缺点

(总结:线性容易效率低易损坏,星形好管但是贵,环形单向和双向,网状可靠太复杂)

4.使用者:公用网(缴费的人能用),专用网(单位内专用)

5.交换技术分

1电路交换:两地建立专门通路(连接,传输,断开)

优点:直接传延迟小

缺点:利用率低,不好进行差错控制

2报文交换:加上源地址,目的地址和校验码辅助信息,封装成报文,整个给相邻节点全部存储后再往相邻节点传(接力)

优点:可以实现不同链路不同数据率转换,格式转换,一对一,多对一控制,可以差错控制

缺点:增大开销,还需保证不乱序,缓存时延增加

3分组交换:数据分段加上辅助信息,存储转发

优点:缓存易管理,时延小,继承报文交换优点

6.按传输介质分

有线网络和无线网

1.1.5计算机网络标准化和组织

因特网标准以RFC形式发布,但不是每个RFC都是因特网标准

RFC如果要变成因特网要经历4个步骤:

1.因特网草案

2.建议标准

3.草案标准(2013年后取消)

4.因特网标准

组织:

国际标准化组织ISO,制定主要网络标准有OSI模型HDLC…

1.1.6计算机网络性能

1带宽:本来:信号频带范围(HZ)

但是计算机网络中:通信线路传输数据能力

(最高数据率)单位:比特每秒b/s

2时延:数据(报文或分组)从一个网络或链路发到另一个的时间(总时延分为4部分之和)

(1)发送时延:发第一个比特到发完的时间

公式:发送时延=分组长度/信道带宽

(2)传播时延:电磁波传播时间

公式:传播时延=信道长度/电磁波速率

(3)处理时延:存储转发的处理时间

分析提取数据,差错检验找路由器…

(4)排队时延:分组进入路由器排队时间

3.时延带宽积:第一个比特到达终点回头看,已经发了多少个比特

时延带宽积bit=传播时延s*信道带宽b/s

4.往返时延:发送数据开始到数据一到达接收端就会返回确认,确认和开始发送的时间差

5.吞吐量:单位时间通过网络的数据

6.速率:连接到计算机网络上的主机在数字信道传输速率,单位b/s,最高数据量就是带宽

7.信道利用率:信道多少时间有数据通过

信道利用率=有数据通过/(有+无)数据通过

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