【計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)】——計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述

1.計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述

計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)：是一個將分散的、具有獨立功能的計算機(jī)系統(tǒng)，通過通信設(shè)備與線路連接起來，由功能完善的軟件實現(xiàn)資源共享和信息傳遞的系統(tǒng)。

計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)(簡稱為網(wǎng)絡(luò))由若干節(jié)點和連接這些節(jié)點的鏈路組成。網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點可以是計算機(jī)、集線器、交換機(jī)或路由器等。

計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是互聯(lián)的、自治的計算機(jī)集合

互聯(lián) -> 互聯(lián)互通 通信鏈路? ? ? ? ? ?自治 -> 無主從關(guān)系

網(wǎng)絡(luò)把許多計算機(jī)連接在一起，而互聯(lián)網(wǎng)把許多網(wǎng)絡(luò)通過一些路由器連接在一起，與網(wǎng)絡(luò)相連的計算機(jī)常稱為主機(jī)。

2.計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能

1.數(shù)據(jù)通信 （不同主機(jī)上的連通性）

2.資源共享 硬件(打印機(jī)) 軟件(在線軟件) 數(shù)據(jù)(網(wǎng)頁文檔)

3.分布式處理? 多臺計算機(jī)各自承擔(dān)同一工作任務(wù)的不同部分? Hdoop平臺

4.提高可靠性? 替代機(jī)

5.負(fù)載均衡? 相互合作

3.計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成

3.1組成部分

硬件、軟件、協(xié)議

3.2工作方式

從工作方式上可以劃分為兩大塊 邊緣部分 、 核心部分。

邊緣部分：由所有連接在互聯(lián)網(wǎng)上的主機(jī)組成。這部分是用戶直接使用的，用來進(jìn)行通信（傳送數(shù)據(jù)、音頻或視頻）和資源共享。工作方式分為 客戶-服務(wù)器方式（C/S）? 對等連接方式（P2P）

核心部分:由大量網(wǎng)絡(luò)和連接這些網(wǎng)絡(luò)的路由器組成，為邊緣部分提供服務(wù)（提供連通性和交換）

3.3功能組成

功能組成分為通信子網(wǎng)和資源子網(wǎng)。

通信子網(wǎng)：實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信? ? ? ? ? ? ? ? ?資源子網(wǎng)：實驗資源共享/數(shù)據(jù)處理

4.計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類

4.1按分布范圍劃分

廣域網(wǎng) WAN ：長距離運送主機(jī)所發(fā)送的數(shù)據(jù)，是互聯(lián)網(wǎng)的核心部分

城域網(wǎng) MAN ：作用范圍一般為一個城市，大多采用以太網(wǎng)技術(shù)

局域網(wǎng) LAN ：作用范圍小大多用于校園網(wǎng)或者企業(yè)網(wǎng)

個人區(qū)域網(wǎng) PAN：又稱為無線個人局域網(wǎng)，范圍局限于個人工作的地方，比如個人熱點

4.2按使用者劃分

公用網(wǎng) ：由電信公司出資建造的大型網(wǎng)絡(luò)，比如移動網(wǎng)、電信網(wǎng)等通過交費即可使用。

專用網(wǎng) ：由某些部分為滿足本單位的特殊業(yè)務(wù)工作的需要而建造的網(wǎng)絡(luò)，這種網(wǎng)絡(luò)不向本單位之外的人提供服務(wù)。如軍隊、銀行、鐵路等。

4.3按交換技術(shù)劃分

電路交換：在交換資源的兩端之間建立一條連接即專用的物理通路。線路的傳輸效率底（大部分時間用來等待）

報文交換：以報文為單位進(jìn)行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)

分組交換：主機(jī)對用戶信息進(jìn)行處理，由路由器進(jìn)行分組交換。優(yōu)點：高效、靈活、迅速、可靠

4.4按拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)劃分

4.5按傳輸技術(shù)分

廣播式網(wǎng)絡(luò)：共享公共通信信道

點對點網(wǎng)絡(luò)：使用分組存儲轉(zhuǎn)發(fā)和路由選擇機(jī)制

5.計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的性能

5.1性能指標(biāo)

速率: 數(shù)據(jù)的傳送速率，也稱為數(shù)據(jù)率或比特率,

單位：b/s? kb/s? Mb/s? Gb/s? Tb/s

1.單位換算：

2.帶寬

1）信號具有的頻帶寬度，即最高頻率和最低頻率之差，單位為赫（Hz）、千赫、兆赫、吉赫

2）網(wǎng)絡(luò)中某通道傳送數(shù)據(jù)的能力，表示單位時間內(nèi)網(wǎng)絡(luò)中某信道所能通過的”最高數(shù)據(jù)率“ 單位為數(shù)據(jù)率的單位bit/s 比特每秒

3.吞吐量

表示在單位時間內(nèi)通過某個網(wǎng)絡(luò)(或信道、接口) 的實際數(shù)據(jù)量。單位b/s kb/s Mb/s

吞吐量受網(wǎng)絡(luò)的帶寬或網(wǎng)絡(luò)的額定速率的限制。

4.時延

數(shù)據(jù)（報文/分組/比特流）從網(wǎng)絡(luò)（或鏈路）的一端傳送到另一端所需要的時間。也叫延遲或遲延。單位為s

發(fā)送時延：主機(jī)或路由器發(fā)送數(shù)據(jù)幀所需要的時間

發(fā)送時延 = 數(shù)據(jù)幀長度(bit) / 發(fā)送速率(bit/s)

傳播時延：電磁波在信道中傳播一定的距離需要花費的時間

傳播時延 = 信道長度(m) / 電磁波在信道上的傳播速率

排隊時延：等待輸出/輸入鏈路可用

處理時延：檢錯、找出口

對于高速網(wǎng)絡(luò)鏈路，提高的僅僅是數(shù)據(jù)的發(fā)送速率而不是比特在鏈路上的傳播速率，提高數(shù)據(jù)的發(fā)送速率只是減少了數(shù)據(jù)的發(fā)送時延

5.時延帶寬積

時延帶寬積 = 傳播時延 * 帶寬? ?時延帶寬積又稱為以比特為單位的鏈路長度

6.往返時延RTT

從發(fā)送方發(fā)送數(shù)據(jù)開始，到發(fā)送方收到接收方的確認(rèn)(接收方收到數(shù)據(jù)后立即發(fā)送確認(rèn))總共經(jīng)歷的時延。

7.利用率

信道利用率? ? ?有數(shù)據(jù)通過時間 / (有+無) 數(shù)據(jù)通過時間

網(wǎng)絡(luò)利用率? 信道利用率加權(quán)平均值

6.計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)

6.1常見計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)

6.2計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)分層的必要性

分層的好處

1）差錯流量? 使相應(yīng)層次對等方的通信更加可靠

2）流量控制? 發(fā)送端的發(fā)送速率必須使接受端來得及接受

3）分段和重裝? 發(fā)送端將要發(fā)送的數(shù)據(jù)塊劃分為更小的單位，在接受端將其還原

4）復(fù)用和分用? 發(fā)送端幾個高層會話復(fù)用一條低層的連接，在接收端再進(jìn)行分用

5）連接建立和釋放? 交換數(shù)據(jù)前先建立一條邏輯連接，數(shù)據(jù)傳送結(jié)束后釋放連接

6.3專用術(shù)語

實體： 任何可發(fā)送或接受信息的硬件或軟件進(jìn)程

對等實體：收發(fā)雙發(fā)相同層次中的實體

協(xié)議：控制兩個對等實體進(jìn)行邏輯通信的規(guī)則的集合

三要素：語法、語義、同步

語法：定義所交換信息的格式

語義：定于通信雙發(fā)所要完成的操作

同步：定義收發(fā)雙發(fā)的時序關(guān)系

服務(wù)：在協(xié)議的控制下，兩個對等實體間的邏輯通信使得本層能夠向上一層提供服務(wù)

要實現(xiàn)本層協(xié)議，還需要使用下面一層所提供的服務(wù)? 協(xié)議使"水平的"，服務(wù)使 "垂直的"

實體看得見相鄰下層所提供的服務(wù)，但并不知道實現(xiàn)該服務(wù)的具體協(xié)議，也就是說，下面的協(xié)議對上面的實體是透明的

服務(wù)訪問點 在同一系統(tǒng)中相鄰兩層的實體交換信息的邏輯接口，用于區(qū)分不同的服務(wù)類型

數(shù)據(jù)鏈路層的服務(wù)訪問點為幀的“類型”字段

網(wǎng)絡(luò)層的服務(wù)訪問點為IP數(shù)據(jù)報首部中的”協(xié)議字段“

運輸層的服務(wù)訪問點為”端口號“

服務(wù)原語? 上層使用下層所提供的服務(wù)必須通過與下層交換一些命令，這些命令稱為服務(wù)原語

協(xié)議數(shù)據(jù)單元PDU 對等層次之間傳送數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)包稱為該層的協(xié)議數(shù)據(jù)單元

服務(wù)數(shù)據(jù)單元SDU 同一系統(tǒng)內(nèi)，層與層之間交換的數(shù)據(jù)包稱為服務(wù)數(shù)據(jù)單元

多個SDU可以合成一個PDU，一個SDU也可劃分為幾個PDU

網(wǎng)絡(luò)

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