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计算机网络=通信技术+计算机技术
定义:计算机网络就是互连的,自治的计算机集合。
通过交换网络互联主机,交换节点(路由器(网络层)、交换机(链路层))。
Internet组成:节点、边、协议(标准)
节点->计算设备集合,主机=端系统(end system),运行各种网络应用。
物理媒体(通信链路):光纤。铜缆、无线电、卫星。
分组交换设备:转发分组(数据包)
ISP(Internet Service Provider)网络中的网络,网络互连设备连到一起,网络中又包含一些小的网络。
什么是网络协议?
一组规则,计算机网络中进行数据交换必须遵守事件约定好的规则,比如交通规则。
协议规定了通信实体之间所交换的消息的格式、意义、顺序以及收到信息或发生的事件所采取的“动作”
三要素:语法、语义、时序。
Internet协议标准:RFC:Request for Comments、IETF:互联网工程任务组(Internet Engineering Task Force)
计算机网络结构
网络边缘
端系统(主机)、应用程序
C/S应用模型
客户端发送请求,服务端接受请求,如果有很多客户端向服务器发生请求,服务器会承受不住,发生断崖式下降。可扩展性比较差
P2P应用模型
既可以作为客户端发送i请求,也可以作为服务端接受请求,通信在对等实体之间进行
网络核心
互连的路由器,网络中的网络
数据交换的作用,路由+转发
电路交换三个阶段
建立连接,通信,释放连接
特点:独占资源,保证性能1,比如传统电话
多路复用
划分资源片,时分,频分
频分多路复用是指不同用户占有不同的带宽资源(频率带宽)
时分多路复用使用全部带宽,将时间划分为一段段等长的帧,用户在每个时间帧中占有固定序号的时隙。
分组交换报文交换
报文:源发送信息整体,比如一个文件
分组:报文拆分出来的小的数据包,分组交换需要报文的拆分与重组,产生额外开销
均采用存储与转发,分组交换允许更多的用户同时使用网络,但是可能有分组延迟和丢失。
排队:分组到达路由器链路的速度>链路传输速度
丢失:队列有限(可用缓冲区不够),来一个分组,队列会溢出,可能就会被丢弃掉。
可能重传,上一层传或者源主机重传,或者不重传,以太网不重传。
节点处理延迟:检查bit级差错,分组首部和决定分组的导向
排队延迟:取决于流量强度->延迟会变得很大,a到达分组的平均速度,可以说是单位时间到达a个分组,La就是单位时间通过这条链路放出的bit数,La/R=I流量强度。
传输延迟:R=1Mbps,1/R打1个bit时间,分组长度L=1Mbits,那么把这个分组打出去的时间就是L/R。就好像车经过收费站刷卡。
传播延迟:d=物理链路长度,s=媒体上传播速度,t=d/s。
吞吐量:源和目的主机间传输速度(数据量/单位时间)
取决于瓶颈电路(最细的),最小的获得的带宽。
路由:确定分组从源到目的的传输路径(路由算法)
转发:将分组从路由器的输入端口交换至正确的输出端口
接入网络、物理媒体
将网络边缘接入核心网,接入网络有住宅接入网络、机构介入网络(学校、企业)、移动接入网络。
用户关心的是带宽?共享/独占?
有线或者无线的链路
协议层次和服务模型
分层:通过接口向上层提供服务。优点:底层采用的技术对上层来说是透明的,便于维护和系统升级,结构清晰。缺点:效率低。
关系:对等实体之间通过协议交换一些控制信息,要借助下层所提供的服务才可以交换,
协议的目的就是为了向上层提供更好的服务。上层包括了所有下层提供的服务+新的功能,
服务是垂直的,协议是水平的。
下层实体向上层提供服务的方式
面向连接的服务TCP
无连接服务UDP
协议栈
应用层:应用报文和应用报文交互,提交订单->给回答
传输层:进程到进程的区分,把网络层提供的可能不可靠的变成可靠的。
网络层:以分组为单位的端到端的,路由转发
链路层:相邻两点之间的传输
物理层:物理信号
要传输的东西都要经过封装和解封装的过程。