计算机网络基础

网络

由若干节点和链接节点链路组成

主机

与网络连接的外围计算机（通常情况下）

因特网（Iternet）专有名词

世界上最大、开放、由众多网络连接而成的特定计算机网络。采用TCP/IP协议通讯

三个阶段

阶段一：

美军用计算机网：阿帕网

数据集中处理

数据处理通信处理由主机完成

特点：   1）传输速率低   2）没有应用场景

直到1983年TCP/IP协议成为标准协议，Internet诞生

阶段二：

建成三级机构互联网

主干网        

地区网

校园网（或企业网）

阶段三：

逐渐形成多层次ISP（Internet Service Provider | 互联网提供者）结构互联网

ISP：

主干ISP

地区ISP

本地ISP

因特网组成部分

按功能划分

1）边缘部分：互联网主机组成，用户直接使用

2）核心部分：由大量网络和路由器组成，为边缘部分提供服务

边缘部分

边缘主机，被称为端系统

主机A的某个进程和主机B上的另一个进程进行通,    也称为计算机之间通信

1)客户服务器方式(C/S方式)，即Client/Server方式
//确认客户端，服务端

2)对等方式(P2P方式)，即Peer-to-Peer方式 
//点对点

核心部分

在网络核心部分起特殊作用的是路由器(router)

三种交换方式

1）电路交换：电话通过交换机接通带话线方式

效率低，不适用与计算机通信

三个步骤：

建立连接(分配通信资源)

通话(一直占用通信资源)

释放连接(归还通信资源)

2）分组交换(Packet Switching)：路由器转发收到的分组、实现分组交换

采用存储转发技术，把报文（要发送的整块数据 message）分组（包 package）后进行传送

3）报文交换

整个报文先传送到相邻结点，查找转发表，转到下一个节点。

不做大小限制，对设备缓存空间有要求

计算机网络分类

按照作用范围分类

1）广域网（互联网核心部分 WAN）

长距离通讯数据，几十到千公里

2）城域网（MAN）

作用范围一般是一个城市
可跨越几个街区甚至城市
作用距离为5~50km

3）局域网（LAN）

例如：学校机房   寝室网络

4）个人区域网（PAN）

范围10m左右

按照啊网络线路结构分类（拓扑结构）

1）星形

优点：

1.控制简单，访问协议简单，易于额昂罗监控管理

2.故障诊断隔离容易，单点故障影响一台设备

缺点：

1.消耗大量电缆，安装维护工作量大

2.中央节点负担重

3.站点分布处理能力较低

2）总线型

特点：

1.结构简单

2.走线量小

3.成本较低

4.扩充灵活

5.诊断故障和隔离较困难

6.易于发生数据碰撞，线路争用严重

3）环形

令牌环网中主要应用

效率低

4）网状型

优点：

1.网络可靠性高

2.可组建多种形状，采用多种信道，多种传输速率

3.可选择最佳路径，传输时延小

缺点

1.控制复杂，软件复杂

2.线路费用高，不易扩充

3.以太网设置不当，会造成广播风暴

计算机网络性能指标

速率、带宽、吞吐量、时延、往返时间、利用率、丢包率

速率

比特：bit（一个二进制数）
字节：Byte
1B = 8b

计算机网络上的主机在数字信道上传送比特数据的速率，也称为比特率或数据

1 MB = 1024 B           //Byte

1 Mb/s = 1000 b/s    //bit

带宽

单位时间内网络中的某信道所能通过的“最高数据率”

单位: b/s (kb/s, Mb/s,Gb/s, Tb/s)

吞吐量

表示在单位时间内通过某个网络(或信道、接口)的实际数据量

吞吐量  <= 带宽

时延

数据（一个报文或分组，甚至比特)从网络(或链路)的一端传送到另一端所需的时间

1）发送时延

主机或路由器发送数据帧所需要的时间

发送时延 = 数据帧长度（bit）/发送速率（bit/s）

2）传播时延

电磁波在信道中传播一定的距离需要花费的时间

传播时延 = 信道长度(m)/电磁波在信道上的传播速率(m/s)

3）处理时延

处理时延指的是主机或者路由器在收到分组信息时花费的时间

往返时间（RTT）（Round-Trip Time）

从发送端将所有需要发送数据发送到传输媒介开始，到发送端收到来自接收端的确认总共经历的时间（不包含发送时延）

决定：

链路的传播时间

末端系统的处理时间

路由器的缓存中的排队和处理

有效数据率 = 数据长度/（发送时间 + RTT）

利用率

1）信道利用率

用来表示某信道有百分之几的时间是被利用的(有数据通过)

2）网络利用率

全网络的信道利用率的加权平均

信道利用率并非越高越好

Do：空闲时延

D：实际时延

U：信道利用率

D = Do/（1 - U）

丢包率

指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

1）误码，丢包

2）缓冲区满，丢包

计算机网络体系结构

OSI体系结构

OSI七层协议体系结构：

1）物理层

2）数据链路层

3）网络层

4）运输层

5）会话层

6）表示层

7）应用层