考研计算机网络(第一章 概述)

1.计算机网络的定义

计算机网路是一个将分散的,具有独立功能的计算机系统,通过通信设备和线路连接起来,由功能完善的软件实现资源共享和信息传递的系统。

2.计算机网络的分类

按交换技术分类:电路交换网络,报文交换网络,分组交换网络

按使用这分类:公用网,专用网

按传输介质分类:有线网络,无线网络

按覆盖范围分类:局域网(LAN},广域网(WAN),城域网(MAN)

按拓扑结构分类:星型,环型,总线型,树型,全互联型,网状拓扑结构

3.计算机网络中拓扑结构的类型的优缺点

**星型:**优点:网络结构简单,便于控制,建网容易,易于扩展

缺点:中心节点的可靠性问题是网络可靠性问题的瓶颈

**环型:**优点:结构简单,实现容易,数据传输延迟确定

缺点:每两个节点之间的通信线路都是网络可靠性的瓶颈。常用于局域网。

总线型:优点:结构简单灵活,可扩充,设备投入量少,成本低,安装使用方便。

缺点:某个工作站点出现故障时,对整个网络系统影响较大。另外实时性查,当节点的通信量增加时,性能会急剧下降。

**树型:**适用于相邻层通信较多的情况

**全互联型:**优点:无需路由选择,通信方便

缺点:网络连接复杂,仅在结点少,距离近的环境下使用

网络拓扑结构(又称无规则型结构,常在结点数量多且地域范围广的环境下使用)优点:系统可靠性高

缺点:结构复杂,必须采用路由选择的算法和流量控制的方法

4.计算机网络的功能

数据通信(计算机网络最基本的功能),资源共享(计算机网络的主要目的),分布式处理,提高可靠性,负载均衡

5.计算机网络的体系结构

OSI/RM体系结构:

应用层

表示层(该层以下关注的是如何传递数据位,而该层关注的是所传递的信息的语法和语义)

会话层(允许在不同机器上的两个应用建立,使用和结束会话)

传输层(面向通信层次的最高层,面向应用层次的最底层。在源主机进程与目的主机进程之间提供可靠的端到端通信)

网络层(为通信子网的最高层,实现网络中任意主机之间的数据传输)

数据链路层(该层提供网络中相邻两个结点之间的可靠的数据通信,其中介质访问控制层MAC,逻辑链路控制层LLC属于该层)

物理层(为设备之间的数据通信提供了传输媒体及互联设备,为数据传输提供了可靠的环境,是 OSI体系中涉及通信介质的一层,定义了硬件接口的一系列标准)

数据通信与数据传输的联系与区别:

在计算机网络中,数据通信和数据传输是两个核心概念,它们共同构成了计算机网络的基础。以下是关于这两者在计算机网络中的详细解释:

数据通信

定义

数据通信是计算机和数据终端设备通过数据通信网进行互连构成计算机通信系统,实现信息的远程采集、存储、处理、交换、分发和查询等功能。

特点

  1. 远程性:数据通信能够实现信息的远程传输,使得不同地理位置的计算机和终端设备可以相互通信。
  2. 多样性:数据通信支持多种数据类型,包括文本、图像、音频和视频等。
  3. 实时性:数据通信可以实时传输数据,满足实时通信和在线服务的需求。

应用

数据通信在军事、经济、社会生活等方面得到广泛的应用,例如机关、企业利用公用网或专用网组成各自的信息处理系统,实现生产过程的远程自动化管理,以及在交通管制、预约订票、金融业务、电子购物、产销合同、信息查询等方面都离不开数据通信。

数据传输

定义

数据传输是指将数据从一个地方或一个设备传送到另一个地方或设备的过程。在计算机网络中,它涉及数据生成、数据传输和数据接收三个阶段。

过程

  1. 数据生成:通过计算机、传感器或其他设备将信息转化为数字形式。
  2. 数据传输:利用网络互联设备(如路由器和交换机)采用分组交换的方式将数据从源设备传送到目标设备。
  3. 数据接收:目标设备接收和重组数据包,还原为原始数据。

方式

  1. 有线通信:利用物理介质(如电缆)进行数据传输,具有传输速度快、稳定可靠的优点。
  2. 无线通信:利用无线电波进行数据传输,具有灵活性、便携性的优点。

技术

  • 数字数据电路(DDN):用于组建公用数字数据通信网,为各种网络提供中继或数据信道。
  • 分组交换网:提供通信平台,实现如电子信箱业务、电子数据交换业务等增值数据业务。
  • 帧中继技术:适用于局域网互联和高速主机环境下作为宽带网的数据入口。

联系与区别

联系

  • 数据通信和数据传输都是计算机网络中的关键组成部分,共同实现信息的有效传递。

区别

  • 数据通信更侧重于整个通信过程的实现,包括信息的远程传输和多种功能的实现;而数据传输更关注数据在物理层面上的传输过程。
TCP/IP参考模型

应用层(HTTP,HTTPS,SMTP)

传输层(TCP协议,RDP协议)

网际层(IP协议)

网络接口层

五层结构

应用层(解决通过应用进程的交互来实现特定的网络应用问题)

传输层(解决进程之间基于网络的通信)

网络层(解决分组在多个网络中传输的问题)

数据链路层(解决分组在一个网络中传输的问题)

物理层(解决使用何种信号来传输比特的问题)

6.计算机网络中相关名词的概念

实体: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逻辑通信的规则集合(水平方向)

服务:在协议的控制下,两个对等实体间逻辑通信使得本层能够向上一层提供服务。(垂直方向)

接口:同一结点网络协议内相邻层之间交换信息的连接点

服务访问点:在同一系统中相邻两层的实体交换信息的逻辑接口(数据链路层的服务访问点是帧的"类型字段";网络层的服务访问点是IP数据报首部中"协议字段";传输层的服务访问点是"端口号")

协议数据单元PDU:对等层之间传递的数据包(物理层之间比特流来传递;数据链路层之间用帧来传递;网络层之间用IP数据报来传递;传输层之间用TCP报文段或UDP报文段来传递;应用层之间用报文来传递)

7.计算机网络的性能指标

数据量单位:KB=2^10B MB=2*20B GB=2^30B

速率单位:kb/s=10^3b/s Mb/s=10^6b/s Gb/s=10^9b/s

**速率:**单位是比特率(b/s或bps)一般为发送速率

带宽:在模拟信号系统中意义(HZ)

计算机网络中的含义:单位时间内从网络中某一点到另一点所能通过的"最高数据率"(b/s)

一条通信线路的"频带宽度"越宽,其所传输数据的"最高数据率"越高

吞吐量:单位时间内通过某个网络的数据量(收网络带宽或额定速率的限制)

**时延:**发送时延=发送帧的长度/发送速率

传播时延=信道长度/电磁波在信道上传播的速率(电磁波在自由空间上传播速率是3*10^8m/s,在铜线上2.3*10^8m/s,在光纤上 2.0*10^8m/s)

处理时延

时延带宽积=传播时延*带宽

往返时延RTT

**信道利用率:**信道利用率可以通过计算实际传输的数据量与信道总容量的比值来得到。例如,在一个带宽为1Gb/s的信道中,如果每秒实际传输了25.5Mb的数据,那么信道利用率就是2.55%(25.5Mb/s ÷ 1000Mb/s)。

丢包率

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