计算机网络

目录​​​​​​​

一、计算机网络基础

1.1计算机网络的组成

1.2计算机网络的分类（4种） 

1.3计算机网络的性能指标

1.4 计算机网络标准化工作及相关组织

1.5计算机网络的体系结构

 1.6计算机网络的模型

二、物理层

三、数据链路层

四、网络层

五、传输层

六、应用层

七、网络安全

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一、计算机网络基础

1.1计算机网络的组成

组成部分：硬件、软件和协议三大部分，缺一不可。

按工作方式划分：由边缘部分和核心部分组成。

按功能组成划分：由通信子网和资源子网组成。

 通信子网（数据通信）：由各种传输介质、通信设备和相应的网络协议组成

 资源子网（资源共享）：实现资源共享的设备及其软件的集合

1.2计算机网络的分类（4种） 

1>根据作用范围：广域网（WAN）、城域网（MAN）、局域网（LAN）、个人区域网（PAN）

2>根据传输方式：点对点网络、广播式网络

3>根据交换技术：电路交换、报文交换、分组交换 

电路交换：

分为连接建立、数据传输和连接释放三个阶段；

在数据传输前，两个结点间必须先建立一条专用物理链路路径。

数据传输期间，这一路径专用一直被双方独占，直到通信结束后被释放。

优点：通信时延小，没有冲突（全双工），实时性强

缺点：建立连接时间长，线路独占使用效率低，灵活性差，难以规格化

 三种交换的比较：

 4>根据拓扑结构分为：

总线型网络	用单根传输线把计算机连接起来
星形网络	每个终端或主机都以单独的线路与中央设备连接
环形网络	所有计算机端口设备连接成一个环，典型的例子是令牌环局域网
网状型网络	每个结点至少有两条路径与其他结点相连，多用于局域网

	总线型	星形	环形	网状型
优点	建网容易，增减结点方便，节省线路	便于集中控制和管理	简化了路径选择的控制	可靠性高
缺点	负载时通信效率不高，容错率低	成本高，中心节点对故障敏感	环中信号单向传输可靠性低	控制复杂，线路成本高

1.3计算机网络的性能指标

 1>速率：也称数据率或比特率，单位：bit/s

 2>带宽：网络的通信线路所传送数据的能力，通常为“最高数据率”

 3>吞吐量：单位时间内某个网络的数据传输速率，受带宽或额定速率约束

                   单位：bps，例如：2Mbps：每秒可传输2M bits的数据量。

 4>时延：数据从网络的一端传输到另一端需要的总时间，由发送时延，传播时延，处理时延和排队时延构成。

时延：数据从网络的一端传输到另一端需要的总时间

           总时延=发送时延+传播时延+处理时延+排队时延

发送时延：结点将分组的所有比特发送到链路所需的时间（与传输信道的长度无关）

传播时延：电磁波在信道中传播一定的距离所需的时间（信道的长度越长，传播时延越大）

处理时延：数据在交换结点为存储转发而进行的必要处理所需的时间

排队时延：分组在进入路由器后要先在输入队列中排队等待的时间

5>时延带宽积：传播时延与信道带宽的乘积（比特为单位的链路长度）

6>往返时延RTT：从从发送端发数据到接收端确认接收数据的时延

7>信道利用率：有效数据通过时间/总数据通过时间

注：信道利用率并非越大越好！

信道利用率增大时，该信道引起的时延也会随之增加。 

1.4 计算机网络标准化工作及相关组织

标准化工作：因特网所有标准都要以RFC形式发布。

上升为互联网的标准需要四个阶段：因特网草案，建议标准，草案标准，特网标准

相关组织：国际标准化组织ISO，国际电信联盟ITU，国际电气电子工程协会IEEE

1.5计算机网络的体系结构

计算机网络的体系结构是：计算机网络的各层及其协议的集合。

1>协议：由语法、语义和同步构成

语法	规定了数据与控制信息的结构和格式
语义	规定了需要发出何种控制信息，完成何种动作及做出何种响应
同步	规定了执行各种操作的条件、时序关系等，即时间完成顺序的详细说明

2>接口：同一结点内相邻两层交换信息的连接点

3>服务：下层为相邻的上层提供服务，垂直的。 

上层使用下层提供的服务时必须与下层交换一些命令，即服务原语，分为请求、知识、响应和证实四类，四类原语用于不同的功能，如：建立连接、传输数据和断开连接等。

服务可分为三类方式：

（1）面向连接服务和无连接服务

（2）可靠服务和不可靠服务

（3）有应答服务和无应答服务

 1.6计算机网络的模型

1>ISO/OSI参考模型——具体有7层协议的体系结构

 2>TCP/IP模型

 3>五层模型

	OSI	TCP/IP
网络层	无连接+面向连接	无连接
传输层	面向连接	无连接+面向连接

二、物理层

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三、数据链路层

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四、网络层

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五、传输层

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六、应用层

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七、网络安全

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