《计算机网络:体系结构》

第一章:计算机网络体系结构

1.1 计算机网络概述

1.1.1 计算机网络

是将一个众多分散的、自治的计算机系统,通过通信设备与线路连接起来,由功能完善的软件实现资源共享和信息传递的系统。

1.1.2 internet(互连网)

​ 泛指由多个计算机网络互连而成的计算机网络。

Internet(互联网)

​ 一个专用名词,指当前全球最大的、开放的、由众多网络和路由器互连而成的特定计算机网络,采用TCP/IP族作为通信准则。

1.1.3 计算机网络的功能

​ 数据通信、资源共享、分布式处理、提高可靠性、负载均衡

1.1.4 电路交换、报文交换、分组交换

  • 电路交换:

(1) ++三步骤:建立连接(释放通信资源)->传输数据(一直占用通信资源)->释放连接(归还通信资源)++

(2) ++优点:时延小、有序传输、没有冲突、实时性强++

​ ++缺点:建立连接时间长、线路利用率低、灵活性差、难以实现差错控制++

  • 报文交换:

(1) 采用存储转发技术

(2) 优点:无建立连接时延、灵活分配线路、线路利用率高、支持差错控制

​ 缺点:转发时延高、缓存开销大、错误处理低效

  • 分组交换:

(1) 也采用存储转发技术,但++解决了报文交换中报文过长的问题。++

(2) 优点:方便存储管理,存储转发开销小、传输效率高(流水线方式)、减少了出错概率和重传代价

​ 缺点:++存在存储转发时延、需要传输额外的信息量++

1.1.5 计算机网络的分类

​ 按拓扑结构分类:总线形、星形、环形、网状网络等。前三者多用于局域网,后者多用于广域网。

1.1.6 计算机网络的性能指标

(1) 速率:指连接到网络上的节点在数字信道上传输数据的速率,也称数据传输速数据率或比特率。单位:bit/s(bps)。

(2) 带宽:指网络的通信线路所能传送数据的能力。是数字信道所能传输的"最高数据传输速率"的同义语。单位:bit/s。

(3) 时延:指数据(一个报文或一个分组)从网络(或链路)的一端传输到另一端所需的总时间。由四部分组成:++发送时延(电磁波在信道传输时也称作传输时延)、传播时延、处理时延、排队时延。++

1.1.7 计算公式

  • k = 103、M= 106、G = 109、T= 1012......

  • 传播时延 = 链路长度 / 传播速率

  • 发送时延 = 分组长度 / 发送速率 或 分组大小 / 链路带宽

  • 时延带宽积 = 传播时延 * 信道带宽

  • 信道利用率 = 有效数据通过的时间 / (有效数据通过的时间 + 无数据通过的时间)

  • 需要的最小时长 = m * 发送时延 + n * 发送时延 + (n+1) * 传播时延

    其中:m是分组个数,n是路由器个数。所以(n+1)是链路数。

1.2 计算机网络的分层结构

1.2.1 计算机网络的分层结构

(1) OSI分层模型(7层):物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层

(2) TCP/IP模型(4层):网络接口层、网际层、传输层、应用层

(3) 讲述原理的五层协议(5层):物理层、数据链路层、网络层、传输层、应用层

​ 编者:友人A

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