【计网学习笔记01】计算机网络概论

计算机网络Part1：概论

一、速率相关的性能指标

1.速率

• 速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
• 单位是 b/s，kb/s，Gb/s，Tb/s

2.带宽

• 带宽通常指单位时间内从网络中的某一点到另一点所能通过的最高数据率

  （简单理解就是网络设备所支持的最高速度）

• 单位是b/s，kb/s，Mb/s，Gb/s

3.吞吐量

• 表示单位时间内通过某个网络（或信道，接口）的数据量

  （实时速率总和）

• 单位是b/s，kb/s，Mb/s

• 吞吐量受网络的带宽或网络的额定速率的限制

4.时延

• 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的时间，也叫延迟或迟延，单位是s

• 时延分为：发送（传播）时延，传播时延，排队时延，处理时延

  • 发送时延 = 数据长度/信道带宽（发送速率）

  • 传播时延取决于电磁波的传播速度和链路长度

    传播时延 = 信道长度/电磁波在信道上的传播速率

  • 排队时延 = 等待输出/入 链路可用

  • 处理时延是检错和找出口的时间

5.时延带宽积

• 时延带宽积 （单位为bit）= 传播时延（单位为s） * 带宽 （单位为b/s）
• 用来描述某段链路有多少比特（容量）

6.往返时延RTT

• 指从发送方发送数据开始到发送方收到接收方的确认总共经历的时延
• RTT越大，在收到确认之前可以发送的数据越多
• RTT包括：往返传播时延（传播时延*2）+ 末端处理时间

7.利用率

• 利用率分为 信道利用率 和 网络利用率

• 信道利用率 = 有数据通过的时间/数据通过时间

• 网络利用率 = 信道利用率加权平均值

二、分层结构

分层的基本原则：

1. 各层之间相互独立，每层只实现一种相对独立的功能
2. 每层之间界面自然清晰，易于理解，相互交流尽可能少
3. 结构上可分隔开，每层都采用最合适的技术来实现
4. 保持下层对上层的独立性，上层单向使用下层提供的服务
5. 整个分层结构能促进标准化工作

1.分层中的名词介绍

1. 实体：第n层中的活动元素称为n层实体，同一层实体叫对等实体

2. 协议：为进行网络中的对等实体数据交换而建立的规则，标准或约定

3. 接口（访问服务点SAP）：上层使用下层服务的入口

4. 服务：下层为相邻上层提供的功能调用

5. SDU服务数据单元：为完成用户所需要的功能而应传送的数据

6. PCI协议控制单元：控制协议操作的信息

7. PDU协议数据单元：对等层次之间传送的数据单位

   PDU = PCI + SDU

2. OSI参考模型

计算机网络分层结构分为：7层OSI参考模型（法定标准）和4层TCP/IP参考模型（事实标准）

7应用层	用
6表示层	示
5会话层	会
4传输层	输
3网络层	网
2数据链路层	链
1物理层	物

123层为通信子网，负责数据通信

567层为资源子网，负责数据处理

①应用层

1. 作用：应用层指所有能和用户交互产生网络流量的程序
2. 典型应用层服务：文件传输（FTP），电子邮件（SMTP），万维网（HTTP）

②表示层

1. 作用：用于处理两个通信系统中交换信息的表示方式
2. 功能：数据格式变换（翻译官）；数据加密解密；数据的压缩和恢复

③会话层

1. 作用：向表示层实体/用户进程提供建立连接并在连接上有序的传输数据

   也就是建立同步（SYN）

2. 功能：建立，管理，终止会话；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（适用于传输大文件）

④传输层

1. 作用：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用户数据报。
2. 功能：可靠传输，不可靠传输；差错控制；流量控制(控制发送方的速度)；复用分用。
3. 协议：TCP,UDP

⑤网络层

1. 作用：把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，网络层传输单位为数据报。
2. 功能：路由控制（选择最佳路径）；流量控制（协调发送端和接收端的速度）；差错控制；拥塞控制（针对全局控制速度）
3. 协议：IP,IPX,ICMP…

⑥数据链路层

1. 作用：把网络层传下来的数据报组装成帧，传输单位为帧
2. 功能：成帧；差错控制（帧错+位错）；流量控制；访问/接入控制（控制对信道的访问）
3. 协议：SDLC,HDLC,PPP,STP

⑦物理层

1. 作用：在物理媒体上实现比特流的透明传输，传输单位为比特
2. 功能：定义接口特性；定义传输模式；定义传输速度；比特同步；比特编码
3. 协议：Rj45，802.3

3.TCP/IP参考模型

TCP/IP只有四层：

1应用层（应用层+表示层+会话层） HTTP FTP DNS

2传输层 TCP UDP

3网际层 （网络层） IP

4网络接口层（数据链路层+物理层） Ethernet ATM Frame Relay

4.五层参考模型

应用层（报文）：支持各种网络应用 FTP,SMTP,HTTP

传输层（报文段）：进程到进程的数据传输 TCP,UDP

网络层（数据报）：源主机到目的主机的数据分组路由和转发 IP,ICMP,OSPF

数据链路层（帧）：把网络层传下来的数据报组装成帧 Ethernet,PPP

物理层（比特）：比特传输