计算机网络体系结构

1.计算机网络概述

• 概念

  计算机网络是一个将分散的、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，是互连的、自治的计算机集合

• 功能

  同一个计算机网络上的其他计算机可使用某台计算机的计算机资源的行为，可共享硬件、软件、数据。功能包括了数据通信、资源共享、分布式处理(可靠性和负载均衡）等

• 多层次ISP结构

  因特网服务提供者/因特网 服务提供商，是一个向广大用户 综合提供互联网接入业务、信息 业务、和增值业务的公司，如中国电信、中国联动、中国移动等。分为主干ISP、地区ISP和本地ISP。

 

2计算机网络的组成

  其中在七层结构中，资源网包含了应用层、表示层、会话层，而通信子网包含了网络层、数据链路层和物理层。

 

3.计算机网络的分类

• 按分布范围

  广域网WAN（交换技术）、城域网MAN、局域网LAN（广播技术）、个人区域网PAN

• 按使用者

  公用网、专用网

• 按交换技术

  电路交换、报文交换、分组交换

• 按拓扑结构

• 按传输技术

  广播式网络（共享公共通信信道）、点对点网络（使用分组存储转发和路由选择机制）

 

5.标准化工作及相关知识（非重点）

 为了首先不同厂商的软件、硬件之间相互连通，所以建立了统一的标准

• 法定标准

  由权威机构制定的正式的、合法的标准。例如：OSI

• 事实标准

  某公司的产品在竞争中占据了主流，经过时间，这些产品中的协议和技术就成了标准。例如：TCP/IP

• RFC建立阶段

 

6.计算机网络性能指标（一）

• 速率

  速率即数据率或称数据传输率或比特率，是指连接在计算机网络上的主机在数字信道上传送数据位数的速率。单位：b/s kb/s Mb/s Gb/s Tb/s

• 带宽

  带宽原本是指某个信号具有的频带宽度，即最高频率与最低频率之差，单位是赫兹（Hz），而在计算网络中，带宽是用来表示网络的通信线路传送数据的能力，通常是指单位时间内超平面网络中的某一点到另有点所能通过的“最高数据率”。单位是“比特每秒”。单位：b/s kb/s Mb/s Gb/s （发送的量，而不是传输的量）

• 吞吐量

  吞吐量表示在单位时间内通过某个网络（或信道、接口）的数量。单位：b/s kb/s ；吞吐量受网络的带宽或网络的额定速率的限制

  可以看见，带宽的理论的最大值，但是并不一定是实际的吞吐量，实际的吞吐量是所有的链路速率相加，在不超过最大的理想带宽的情况下。

 

6.计算机网络性能指标（二）

• 时延

  时延是指数据（报文/分组/比特；流）从网络（或链路）的一端传送到另一端所需时间，也叫延迟或迟延。

• 时延带宽积

  时延带宽积=传播时延×带宽，时延带宽积又称为以比特为单位的链路长度。 即“某段链路现在有多少比特”。

• 往返时延（RTT）

  往返时延是指从发送方发送数据开始，到发送方收到接收方确认（接收方收到数据后立即发送确认），总共经历的时延，一般而言，末端处理事件会比较小或者题目会提示忽略不计

• 利用率

  信道利用率为考察重点

 

7.分层内容

• 如何分层

• 结构展示

 

8.分层结构

  计算机网络分层结构算法主要为两种：一种是法定标准为OSI参考模型，一种是事实标准为TCP/IP参考模型

• OSI模型

• TCP/IP

 

9.OSI模型

• 通信过程

• 应用层

  所有能和用户交互产生网络流量的程序

• 表示层

  用于处理再两个通信系统中交换信息的表示方式（语法和语义）；

  功能一：数据格式变换

  功能二：数据加密解密

  功能三：数据压缩和恢复

• 会话层

  向表示层实体/用户进程提供建立连接并在连接上有序地传输数据，这是会话，也是建立同步（SYN）；主要协议有ADSP、ASP

  功能一：建立、管理、终止会话

  功能二：使用校验点可使会话在通信失效时从校验点/同步点继续恢复通信，实现数据同步

• 传输层

  负责主机中两个进程的通信，即端到端的通信。传输单位是报文段或者用户数据报；主要协议有TCP、UDP

  功能一：可靠传输、不可靠传输

  功能二：差错控制

  功能三：流量控制

  功能四：复用分用

• 网络层

  主要任务是吧分组从源端传到目的端，为分组交换网上的不同主机提供通信服务。网络层传输单位是数据报；主要协议有IP、IPX、ICMP、IGMP、ARP、RARP、OSPF

  功能一：路由选择

  功能二：流量控制

  功能三：差错控制

  功能四：拥塞控制

• 数据链路层

  主要任务是把网路层传下来的数据报组装成帧，也就是其传输的传输单位；主要协议有SDLC、HDLC、PPP、STP

  功能一：成帧

  功能二：差错控制（检错+纠错）

  功能三：流量控制

  功能四：访问（接入）控制

• 物理层

  主要任务是在物理媒体上实现比特流的透明传输，透明传输是指不管所传数据是什么样的比特组合，第应当能够在链路上传送

  功能一：定义接口特性

  功能二：定义传输模式（单工、半双工、双工）

  功能三：定义传输速率

  功能四：比特同步

  功能五：比特编码

 

10.TCP/IP模型

  该模型为四层模型，

• 应用层

  TCP/IP的分层中，将OSI参考模型中的会话层、表示层和应用层的功能都集中到了应用程序中实现。TCP/IP应用的架构绝大多数属于客户端/服务器模型。）

• 传输层

  与OSI模型类似

• 网际层

  用来处理网络上流动的数据包（网络传输中最小的数据单元），规定了怎样的路径把数据包传输到目标计算机，并把数据包传送给对方。（与tcp/ip协议密切相关的有IP协议、ARP协议、RARP协议）。IP协议就在这里，它负责对数据加上IP地址和其他的数据（后面会讲到）以确定传输的目标。

• 网络接口层

  TCP/IP软件的最底层，负责接收IP数据报并通过网络发送之，或者从网络上接收物理帧，抽出IP数据报，交给IP层。

 

11.两种模型区别

 

12. 更优解——5层参考模型

  5层参考模型综合了OSI和TCP/IP的优点，更好的应用到了实际当中