路由交换技术基础_第1篇_计算机网络基础-优快云博客

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计算机网络基础笔记

一、计算机网络概述

（一）定义

IEEE 定义为一组自治计算机互联的集合。

（二）基本功能

资源共享
- 包括软件资源和硬件资源。
分布式处理与负载均衡
- 可将海量任务分散到全球各地计算机。
- 通过部署服务器，让不同地域用户看到距离最近服务器上相同的界面。
综合信息服务
- 集成各种网络应用。

（三）网络演进

经历主机互联、局域网、互联网、因特网阶段。

（四）网络类型

按覆盖范围
- 局域网（LAN）
  - 范围在几千米内。
  - 特点：方便管理配置、简洁规整、延迟小、传输速率高、可靠。
  - 与其他网络区别在于物理范围、拓扑结构、传输技术。
- 城域网（MAN）
  - 覆盖几十公里城区，采用 IP 技术、MPLS/SR 技术。
- 广域网（WAN）
  - 距离远，可跨国、跨区。
拓扑结构
- 总线型 Bus、星型 Star、环型 Ring、网状 Mesh。
交换方式
- 电路交换
  - 基于电话网，发送和接收节点创建独占数据传输通道，通信结束或断开连接才释放。
  - 优点：延迟小、线路建立无资源抢占和冲突、实现数据透明传输、吞吐量大。
  - 缺点：带宽固定、网络资源利用率低、初始连接建立慢。
- 分组交换
  - 以分组为单位存储转发，将信息划分为分组，含接收方和发送方地址标识，传送设备根据地址转发。
  - 优点：多路复用、网络资源利用率高。
    - 动态复用技术传送各个分组,提高线路利用率
    - 保证用户不能长时间独占线路,充分利用信道带宽
  - 缺点：延迟大、实时性差、设备功能复杂。
    - 数据分割,逐一对分组转发,引入更大端到端延迟
    - 分组载有而外地址信息,占用更多带宽资源
    - 设备需要处理寻址,转发等能力,加大了复杂程度

（五）性能指标

带宽（bandwidth）
- 一定时间内从一个节点传送到另一个节点的数据量，单位 bps。
延迟（delay）
- 网络上数据从一个节点传送到另一个节点经历的时间，包括传播延迟、交换延迟、访问延迟、队列延迟。

（六）协议标准与标准化组织

二、网络的模型

（一）OSI 参考模型

层次结构
- 物理层
  - 在终端设备之间传输比特流,不理会数据的含义格式,只能看到01
  - 传输比特流，规定物理设备互连，涉及机械、电气、功能、规程特性。
  - 介质有双绞线、同轴电缆、光纤、无线电信号；设备有调制解调器 Modem。
- 数据链路层
  - 在特定介质或链路上传递数据。
  - 功能：
    - 编码、识别帧；
      - 关心比特次序,结构含义;将比特编成帧,从一些列比特中识别帧,将帧解开给网络层
    - 建立、维持、释放数据链路；
      - 建立时保持安全性;
      - 传输时维持数据链路;
      - 结束后释放数据链路
    - 传输资源控制；
      - 数据链路层协议对资源分配裁决
    - 流量控制；
      - 防止发送数据过快导致接收方缓存空间溢出出现拥塞,及时控制发送方速率
    - 差错控制；
      - 以帧为单位实施差错检测
    - 寻址；
      - 能标识介质上所有节点,并能寻址目的节点
    - 标识上层数据。
      - 透明传输的方式传输网络层包
      - 为了在同一条链路上支持多总网络层协议,发送方要在帧的控制信息中标识包所属的网络层协议--接收方才能正确将包交给上层协议处理
  - 数量链路层标准
    - 局域网数据链路层标准
      - IEEE802.1-802.5
      - LLC逻辑链路控制
      - MAC介质访问控制
    - 广域网数据链路层标准
      - HDLC高级数据链路控制
        
        面向同步的数据链路层协议使用帧字符和校验和的同步串行链路的数据链路封装方法
      - PPP点到点协议
        
        支持同步和异步连接,支持多种网络层协议
- 网络层
  - 选择路径转发数据包。
  - 功能：
    - 编址:为每个节点分配网络地址
    - 路由选择:网络层设备计算路由后按照路由信息进行转发
    - 拥塞控制:负责对网络上的拥塞进行控制
    - 异种网络互联:能工作在多种链路和介质类型上
  - 网络层 IP 地址
    - 全局唯一,含网络地址和主机地址。
  - 协议：
    - 可路由协议
      
      定义数据包内各个字段的格式和用途,对数据进行网络层封装（如 IP）
    - 路由协议
      
      在路由器之间传递信息,计算路由形成路由表,为可路由协议提供选择路径(RIP/OSPF/BGP..)
- 传输层