第一章  计算机网络概述

1.计算机网路 = 通信技术 + 计算机技术

2.计算机网络就是互联的、自治的的计算机集合。

3.通过交换网络互联主机。

4.分组交换:转发分组(数据包),比如路由器和交换机

5.协议的三要素:语法(Syntax)、语义(Semantics)、时序(Timing)

6.计算机网络结构:

(1)网络边缘:主机(端系统),应用客户/服务器应用模型或者P2P应用模型通信。

(2)接入网络,物理介质:

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数字用户线路(DSL)
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电缆网络

 

无线接入网络通过基站(bas station)或称为“接入点”(access point)。

(3)网络核心:关键功能是路由(routing)+转发(forwarding)。

 路由:确定分组从源到目的的传输路径(路由算法)。

转发:将分组从路由器的输入端口交换至正确的输出端口。

数据交换

1)电路交换:

最典型的电路交换网络:电话网络

三个阶段:1.建立链接 2.通信 3.释放链接

特点:独占资源

技术:多路复用。包括频分多路复用(FDM),时分多路复用(TDM),波分多路复用(WDM),码分多路复用(CDM)

注:电路交换网络如何共享中继线,即链路共享?多路复用。

FDM:频分多路复用的各用户占用不同的带宽资源(频率带宽),并且在通信过程中自始至终都占用这个频带。

TDM:将时间划分为一段段等长的时分复用帧(TDM帧),每个用户在每个TDM帧中占用固定序号的时隙,每个用户所占用的时隙周期性出现

WDM:波分复用就是光的频分复用。

CDM:广泛应用于无线链路共享。每个用户分配一个唯一的m bit码片序列,其中“0”用“-1”表示,“1”用"+1"表示。各用户使用相同频率载波,利用各自码片序列编码数据。编码信号=原始数据X码片序列。条件:各用户码片序列必须相互正交。

2)报文交换

报文:发送信息整体

3)分组交换(统计多路复用,按需共享链路)

分组:报文拆分出来的一系列相对较小的数据包。(在数据前加上头部信息->分组)

分组交换需要报文的拆分与重组->产生额外的开销

传输延迟:

第一章  计算机网络概述

 

第一章  计算机网络概述

 

分组交换适用于突发数据传输网络->资源充分共享,简单、无需呼叫建立

可能产生拥塞:分组延迟和丢失->需要协议处理可靠数据传输和拥塞控制

7.Internet结构

第一章  计算机网络概述

8.计算机网络性能

速率:即数据率/数据传输速率/比特率->单位时间(s)传输信息(比特)量

K=103、M=106、G=109

速率往往指额定速率或标称速率

 

带宽:原本指信号具有的频带宽度,即最高频率与最低频率之差,单位是赫兹。在计算机网络中,

指数字信道所能传送的“最高数据率”

 

延迟/时延:传输延迟和其他延迟等

丢包:如果缓存满了,则到达分组被丢弃

分组交换发生丢包和时延的原因:分组在路由器缓存中排队。

 

四种分组延迟

节点处理延迟(dproc):差错检测、确定输出链路...

排队延迟(dqueue):等待输出链路可用,取决于路由器拥塞程度(不确定)

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传输延迟(dtrans):分组长度L(bits)、链路带宽R(bps),d=L/R

传播延迟(dprop):物理链路长度/信号传播速度

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注:

传输延迟:完成一个分组需要的时间

传播延迟:信号在路上传播需要的时间

 dnodal=dproc+dqueue+dtrans+dprop

 

1时延带宽积/以比特为单位的链路长度=传播时延x带宽

分组丢失(丢包):队列缓存容量有限;分组到达已满,队列将被丢弃;丢弃的分组可能由前序结点或源重发(也可能不重发)

丢包率=丢包数/已发分组数

 

吞吐量/率:表示在发送端与接收端之间传送数据速率(b/s)。可以分为即时吞吐量与平均吞吐量

瓶颈链路:端到端路径上,限制端到端吞吐量的链路

 

9.计算机网络体系结构

分层结构:每一层完成一种特定的服务/功能

实体:表示任何可发送或接收信息的硬件或软件进程

协议:控制两个对等实体进行通信的规则的集合,协议是“水平的”。

下层协议的实现对上层的服务用户是透明的。

同系统的相邻层实体间通过接口进行交互,通过服务访问点SAP(Service Access Point),交换原语,指定请求的·特定服务。

 

OSI参考模型

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物理层

数据单位:比特

接口特性:机械特性、电气特性、功能特性、规程特性

传输模式:单工、半双工、全双工

比特同步:时钟同步

数据链路层

数据单位:帧

负责物理链路间结点-结点(node-to-node)的数据传输

组帧(Framing):加头加尾等信息构成帧

物理寻址(Physical addressing):在帧头中增加发送端和/或接收端的物理地址 标识数据帧的发送端和/或接收端

流量控制:避免淹没接收端

差错控制:检测并重传损坏或丢失帧,避免重复帧

访问(接入)控制:在任一给定时刻决定哪个设备拥有链路的控制使用权

网络层

数据单位:数据报

负责源主机到目的主机的数据分组交付,可能穿越多个网络

逻辑寻址:全局唯一逻辑地址,确保数据分组被送达目的主机,如IP地址。

路由:路由器互连网络,实现路径选择

分组转发

传输层

数据单元:段

负责源-目的(端-端)进程间完整报文的传输

功能:

报文的分段和重组

SAP寻址:确保将完整报文提交给正确进程,如端口号

连接控制(逻辑连接)

流量控制

差错控制

会话层

对话控制:对话的建立、维护

同步:在数据流中插入“同步点”

最“薄”的一层

表示层

处理两个系统间交换信息的语法和语义问题

数据表示转化:转换为主机独立的编码

加密、解密

压缩、解压缩

应用层

数据单位:报文

支持用户通过用户代理或网络接口,使用网络服务

 

为什么要数据封装?

答:

(1)增加控制信息:构造协议数据单元(PDU)

(2)控制信息主要包括:
地址(Address) : 标识发送端/接收端
差错检测编码( Error-detecting code) :用于差错检测或纠正
协议控制(Protocol control) : 实现协议功能的附加信息,如:优先级(priority) 、服务质量(QoS)、和安全控制等。

 

TCP/IP参考模型:

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5层参考模型:

第一章  计算机网络概述

(同时参考https://www.cnblogs.com/cellphone7/p/9520438.html,十分感谢)