计算机网络知识体系（更新中）_网络知识体系学习-优快云博客

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第一章计算机网络基础知识

计算机网络的概念

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。
简言之，计算机网络是互连的、自治的计算机集合。

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 ~~（叫“保证可靠性”可能更好）~~
负载均衡

计算机网络的组成

按组成部分划分：
1. 硬件
2. 软件
3. 协议
按工作方式划分：
1. 核心部分
2. 边缘部分
  1. C/S方式
  2. P2P方式
按功能组成划分
1. 通信子网（物理层、数据链路层、网络层）
2. 资源子网（会话层、表示层、应用层）

计算机网络的分类

按分布范围分：
1. 广域网WAN（交换技术）
2. 城域网MAN
3. 局域网LAN（广播技术，校园网、企业网）
4. 个人区域网PAN
按用户分：
1. 公用网
2. 专用网
按交换技术分
1. 电路交换
2. 报文交换
3. 分组交换
按拓扑结构分：
1. 总线型
2. 星型
3. 环型
4. 网状型
按传输技术分：
1. 广播式网络
2. 点对点网络

计算机网络的标准化

标准分类

法定标准——OSI体系
事实标准——TCP/IP体系

标准化组织

国际标准化组织 ISO
国际电信联盟 ITU
国际电气电子工程师协会 IEEE
Internet 工程任务组 IETF

计算机网络的性能指标

速率（b/s）
即，数据率、数据传输率、比特率
带宽（b/s）
（发送端）网络设备支持的最高速率
吞吐量（b/s）
受网络的带宽或网络的额定速率的限制
时延
数据从网络的一端传送到另一端所需要的时间，也称延迟、迟延
$结点总时延 = 发送时延 + 传播时延 + 处理时延 + 排队时延$
- 发送时延（s）
  主机或路由器将分组发送到通信线路上所需要的时间，也称，传输时延
  $发送时延=\cfrac{分组长度}{发送速率}\bigg(=\cfrac{分组长度}{信道带宽}\bigg)$
- 传播时延
  电磁波在信道中传播的时间
  $传播时延=\cfrac{信道长度}{传播速率}$
- 处理时延
- 排队时延
利用率
- 信道利用率
- 网络利用率
  $D=\cfrac{D_0}{1-U}$
  $D$ ，当前时延； $D_0$ ，网络空闲时延； $U$ ，利用率
丢包率

单位换算

千： $1kb/s=10^3b/s$
兆： $1Mb/s=10^3kb/s=10^6b/s$
吉： $1Gb/s=10^3Mb/s=10^6kb/s=10^9b/s$
太： $1Tb/s=10^3Gb/s=10^6Mb/s=10^9kb/s=10^{12}b/s$

计算机网络的分层

四要素

实体，对等实体
协议（同层对等实体之间）
服务（下层实体对上层实体）
接口

分层结构分类

7层OSI参考模型

纵向	横向
应用层	端到端
表示层	端到端
会话层	端到端
传输层	端到端
网络层	点到点
链路层	点到点
物理层	点到点

4层TCP/IP参考模型
5层参考模型

第二章物理层

物理层主要任务

确定与传输媒体接口有关的特性

机械特性
电气特性
功能特性
过程特性

通信方式

单工通信
半双工通信
全双工通信

数据传输方式

串行传输
速度慢、费用低、适合远距离
并行传输
速度快、费用高、适合近距离

数据传输速率

单位时间内传输的数据量，用码元传输速率和信息传输速率表示
码元传输速率的单位是 $B a u d$ （波特）， $1 B a u d$ 表示 $1 s$ 传输一个码元；信息传输速率的单位是 $b i t / s$ 。
码元传输速率与信息传输速率的关系：
若一个码元携带的信息量为， $n\ bit$ ，则 $M\ Baud=M\times n\ bit/s$