本章重要概念
1.计算机网络,把许多计算机连接在一起,互连网把许多网络连接在一起。
2.internet:指互连网,通用名词; Internet:专指互联网,专有名词。
3.互联网现在采用存储转发的分组交换技术及三层ISP结构。
4.互联网按照工作方式分为边缘部分和核心部分,主机存在于计算机网络的边缘部分,作用是信息处理;路由器存在于计算机网络的核心部分,作用是按存储转发的方式进行分组交换。
5.计算机通信是计算机中的进程之间的通信,计算机网络采用的通信方式是客户-服务器方式和p2p(对等连接)。
6.客户和服务器是指通信中所涉及的应用进程。客户是服务请求方,服务器是服务提供方。
7.计算机网络按照作用范围不同,分为广域网WAN、城域网MAN、局域网LAN和个人区域网PAN。
8.计算机网络常用指标:速率、带宽、吞吐量、时延(发送、传播、处理、排队)、时延带宽积、往返时间和网路利用率。
9.网络协议即协议,是为进行网络中的数据交换而建立的规则。计算机网络的各层及其协议的集合,称为计算机网络的体系结构。
10.五层协议的体系结构由应用层、运输层、网络层(网际层)、数据链路层、物理层组成。运输层最重要的协议是TCP和UDP协议,而网络层最重要的协议是IP协议。
第一章知识点
1.1 计算机网络的发展历程

1.2 计算机网络的标准化工作和管理工作

因特网的标准化工作是面向大众的,制定因特网标准经过的过程,互联网草案、建议标准、因特网标准。
1.3 电路交换、报文交换、分组交换
电路交换

一般来说,计算机之间的通信传送是突发式的,因此使用电路交换传送计算机数据,传输效率很低。
报文交换
报文交换是分组交换的前身,在报文交换中,分组被整个的发送。
因此,报文交换的转发时延比分组交换长很多,需要交换节点拥有的缓存空间也大很多。
分组交换
三者的对比

若要连续传送大量的数据,并且数据传送时间远大于建立连接的时间,则使用电路交换可以有较高的传输效率。然而计算机的数据传送往往是突发式的,采用电路交换时通信线路的利用率会很低。
报文交换和分组交换都不需要建立连接(即预先分配通信资源),在传送计算机的突发数据时可以提高通信线路的利用率。
将报文构造成若干个更小的分组进行分组交换,比将整个报文进行报文交换的时延要小,并且还可以避免太长的报文长时间占用链路,有利于差错控制,同时具有更好的灵活性。
1.4 计算机网络的定义与分类
计算机网络的分类
计算机网络主要是由一些通用的、可编程的硬件互连而成的,而这些硬件并非专门用来实现某一特定目的(例如,传送数据或视频信号)。这些可编程的硬件能够用来传送多种不同类型的数据,并能支持广泛的和日益增长的应用。
计算机网络的分类
按照网络的覆盖范围:广域网(WAN)、城域网(MAN)、局域网(LAN)、个域网(PAN)。
按照使用者分类:公用网、专用网。
按照传输介质分类:有线网络、无线网络
按照网络拓扑结构分类:总线型、星型、环型、网状型。
按照交换方式:电路交换、分组交换、报文交换。
1.5 计算机网络的性能指标
速率
速率是指数据的传送速率(即每秒传送多少个比特),也称为数据率(Data Rate)或比特率(Bit Rate)。
速率的基本单位是比特/秒(bit/s,可简记为b/s,有时也记为bps,即bit per second)。速率的常用单位有千比特/秒(kb/s或kbps)、兆比特/秒(Mb/s或Mbps)、吉比特/秒(Gb/s或Gbps)以及太比特/秒(Tb/s或Tbps)。
带宽
用来表示网络的通信线路所能传送数据的能力,即在单位时间内从网络中的某一点到另一点所能通过的最高数据率。
数据传送速率 = min [ 主机接口速率,线路带宽,交换机或路由器的接口速率 ]
吞吐量
吞吐量是指在单位时间内通过某个网络或接口的实际数据量。吞吐量常被用于对实际网络的测量,以便获知到底有多少数据量通过了网络。
吞吐量受网络带宽的限制。
时延
时延是指数据从网络的一端传送到另一端所耗费的时间,也称为延迟或迟延。 数据可由一个或多个分组、甚至是一个比特构成。


时延带宽积
时延带宽积是传播时延和带宽的乘积。
往返时间
往返时间(Round-Trip Time,RTT)是指从发送端发送数据分组开始,到发送端收到接收端发来的相应确认分组为止,总共耗费的时间。
利用率
链路利用率是指某条链路有百分之几的时间是被利用的(即有数据通过)。
网络利用率是指网络中所有链路的链路利用率的加权平均。
当某链路的利用率增大时,该链路引起的时延就会迅速增加。
当网络的通信量较少时,产生的时延并不大,但在网络通信量不断增大时,分组在交换节点(路由器或交换机)中的排队时延会随之增大,因此网络引起的时延就会增大。
丢包率
丢包率是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。
1.6 计算机网络的体系结构

开放体系参考模型OSI
OSI参考模型是一个七层协议的体系结构,自上而下依次是应用层、表示层、会话层、运输层、网络层、数据链路层、物理层。
OSI失败原因:
1.缺乏实际经验,完成OSI标准时没有商业驱动力;
2.OSI协议实现起来过分复杂,从而运行效率很低;
3.制定周期太长,按照OSI设备生产的设备无法及时进入市场;
4.OSI层次划分不太合理,有些功能在多个层次中重复出现。
TCP/IP参考模型
TCP/IP模型是全球覆盖范围最广,用户数量最多的因特网所采用的模型。
是一个四层协议的体系结构,自下而上依次是网络接口层、网际层、运输层和应用层。
网际协议IP是TCP/IP体系结构网际层的核心协议。
传输控制协议TCP和用户数据报协议UDP是运输层的两个重要协议。
应用层包含了大量的应用层协议,超文本传送协议HTTP、简单邮件传送协议SMTP、域名系统DNS、实时运输协议RTP等。
UDP享受IP协议提供的不可靠传输服务,TCP享受IP协议提供的可靠传输协议。
TCP和IP两个协议来表示整个协议大家族,称为TCP/IP协议族,也叫做TCP/IP协议栈。
原理参考模型
原理参考模型是一个五层协议的体系结构,自上而下依次是物理层、数据链路层、网络层、运输层、应用层。五层协议原理体系结构将TCP/IP体系结构的网络接口层重新划分为物理层和数据链路层,更有利于学习。
1.7 计算机网络体系结构中的专用术语
实体和对等实体
实体是任何可发送或接收信息的硬件或者软件进程。
对等实体是指通信双方相同层次中的实体。
实体是水平的。
协议
协议是控制两个对等实体在“水平方向” 进行“逻辑通信”的规则的集合。
协议的三要素:语义、语法、同步。
语义:定义通信双方要完成的操作。
语法:定义通信双方所交换信息的格式。
同步:定义通信双方的时序关系。
服务

在协议的控制下,两个对等实体在水平方向的逻辑通信使得本层能够向上一层提供服务。
要实现本层协议,还需要使用下面一层所提供的服务。
实体看得见下层提供的服务,但并不知道实现该服务的具体协议。下层的协议对上层的实体是“透明”的。
在同一系统中相邻两层的实体交换信息的逻辑接口称为服务访问点SAP,它被用于区分不同的服务类型。
上层要使用下层所提供的服务,必须通过与下层交换一些命令,这些命令称为服务原语。
服务是垂直的。
计算机网络第一章(下)
引用自《深入浅出计算机网络》—高军、《计算机网络(第八版)》—谢希仁。
本文对计算机网络这门课程进行归纳整理,旨在帮助自己更好理清脉络。
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