计网 Chapter1 网络体系结构

第一章 网络体系结构

导图

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计算机网络概述

概念,组成,功能,分类

概念

计算机网络:将分散独立的计算机系统,通过通信设备线路连接起来(有线或无线的方式),由功能完善的软件实现资源共享和信息传递的系统


组成


组成部分:
硬件、软件、协议(一系列规则和约定的集合)


工作部分:

  • 边缘部分(由端系统、主机组成) 用来通信(传输数据音频视频等),资源共享

C/S方式 client/server
P2P方式 peer to peer ——对等连接

  • 核心部分 (由网络和连接的路由器组成) 为边缘部分提供服务。


功能组成:
  • 通信子网——数据通信
  • 资源子网——资源共享/数据处理

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功能

数据通信,资源共享

分类

见课本
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标准化工作

标准分类

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标准制定流程

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Q:因特网和计算机网络的区别?
A:

性能指标

  • Speed 速率——连接到计算机主机网络上的主机在数字信道上传送数据的速率 单位 b/s kb/s ….

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  • Bandwidth 带宽——网络通信线路所能传送数据1能力(网络设备所支持的最高数据率)
  • Thoughput 吞吐量——单位时间通过某个网络(信道,接口)的数据量

    网络不同于主机,一个网络可能有几个链路集成,即使该网络的带宽是100mb/s,网络接受的链路最高有30mb/s的话,那最后主机的吞吐量只有30mb/s

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补:信道——信号传输的媒介,通信的通道

  • Delay 时延——指数据从网络(链路)的一端传送到另一端所需的总时间,由4部分构成

    - 发送(传输时延)时延 ![image.png](https://fluid-1259766423.cos.ap-nanjing.myqcloud.com/yuque/0/2020/png/756532/1599098514336-e0018125-9e88-4b2f-b281-93504fd8bcc7.png#align=left&display=inline&height=68&margin=%5Bobject%20Object%5D&name=image.png&originHeight=68&originWidth=162&size=8992&status=done&style=none&width=162)
    - 传播时延 ![image.png](https://fluid-1259766423.cos.ap-nanjing.myqcloud.com/yuque/0/2020/png/756532/1599098608845-a80ea19d-5879-484f-91f2-481460063637.png#align=left&display=inline&height=77&margin=%5Bobject%20Object%5D&name=image.png&originHeight=77&originWidth=158&size=9778&status=done&style=none&width=158)
    - 处理时延 <br />检错,找出口的时间
    - 排队时延<br /> (在路由器排队等待转发的时延) 等待 **输出/入** 链路可用

    高速链路提高的只是发送速率->减少发送时延

  • 时延带宽积 ——某段链路现在有多少比特image.png

  • 往返时延 RTT——从发送方发送数据开始,到发送方收到接收方确认总共经历的时延image.png

    不包括发送时延

  • 信道利用率——有数据通过时间/(有+无)数据通过时间


Q: 网络利用率的概念

体系结构&参考模型

计算机网络体系结构:计算机网络的各层及协议的集合

分层结构

  • 实体;第n层的活动元素称为n层实体
  • 协议:为进行网络中对等实体数据交换建立的规则、标准
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  • 接口(访问服务点SAP):上层使用下层提供的服务的入口
  • 服务:下层为相邻上层提供的服务调用



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4层的PDU为3层的SDU,PDU可以笼统理解为含金量高的数据(对服务而言)


Q:这个H和T是什么意思
A:H-head,控制信息 T-tail 尾部信息


OSI参考模型

法定标准

![image.png](https://fluid-1259766423.cos.ap-nanjing.myqcloud.com/yuque/0/2020/png/756532/1600053013677-996d4320-0930-4216-930b-266ed95a5766.png#align=left&display=inline&height=221&margin=%5Bobject%20Object%5D&name=image.png&originHeight=442&originWidth=489&size=178859&status=done&style=none&width=244.5)<br />    ![image.png](https://fluid-1259766423.cos.ap-nanjing.myqcloud.com/yuque/0/2020/png/756532/1600053418301-df988f1b-23a6-4e62-aa0a-a90a317b82ab.png#align=left&display=inline&height=369&margin=%5Bobject%20Object%5D&name=image.png&originHeight=738&originWidth=1375&size=579403&status=done&style=none&width=687.5)<br />

功能讲解

  • 应用层——所有能和用户交互产生网络流量的服务

典型应用层服务
FTP file transfer protocol —— 文件传输协议
HTTP hyper text transfer protocol —— 万维网


  • 表示层——用于处理在两个通信系统中交换信息的表达方式(语法和语义)

功能:数据格式变换;数据加密解密,数据压缩恢复


  • 会话层——向表示层实体进程提供建立连接并在连接上有序传输数据,即建立同步(SYN)image.png

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功能:建立管理会话
使用校验点让会话通信失效时从该点继续恢复通信,数据同步(比如steam)


  • 传输层

负责主机中两个进程的通信(即是端到端的通信。传输单位是报文段/用户数据报)
功能:
1)可靠/不可靠传输
可靠传输:把传输数据分成一个又一个的报文段,用链路传给接收端,接收端会返回一个“确认”给传输段,如果传输段没收到就要再发一次对应报文段,直到收到该确认为止,才会发送下一段
不可靠传输:一个数据报就能解决,不需要确认

还有点没懂


2)差错控制
传输层修复有问题的数据报


3)流量控制
协调发送端和接收端的速度问题
Q:这个速度具体指的是?
4)复用&分用
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传输层章节会系统讲

  • 网络层

    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,传输单位是数据报
    功能:
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  • 数据链路层

把网络层传下的数据包组装成帧
传输单位是帧


功能:
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  • 物理层

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Q:进程的理解?
A:进程(Process)是计算机中的程序关于某数据集合上的一次运行活动,是系统进行资源分配和调度的基本单位,是操作系统结构的基础。在早期面向进程设计的计算机结构中,进程是程序的基本执行实体;在当代面向线程设计的计算机结构中,进程是线程的容器。

Q:端口的理解?
A:


Q:报文段的理解?
A:细节见tcp/ipimage.png
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TCP/IP参考模型

通用,事实标准

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Q:协议栈的理解?
A:网络中各层协议的总和


Q:异构网互联的理解?
A:异构网络(Heterogeneous Network)是一种类型的网络,其是由不同制造商生产的计算机,网络设备和系统组成的,大部分情况下运行在不同的协议上支持不同的功能或应用。


Q:面向连接&&无连接?
A:面向连接:三阶段
1.建立连接——发出一个建立连接请求,成功建立后才能2.传数据 3.当数据传输完毕,必须释放连接


无连接——直接进行数据传输
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为什么无连接啊?
——IP协议强调无连接

Q:IP的理解
A:image.png

五层参考模型

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Q:端到端和点到点的理解?
A:
端到端通信是针对传输层来说的,它是一个网络连接,指的是在数据传输之前,在发送端与接收端之间(忽略中间有多少设备)为数据的传输建立一条链路,链路建立以后,发送端就可以发送数据,知道数据发送完毕,接收端确认接收成功。 也就是说在数据传输之前,先为数据的传输开辟一条通道,然后在进行传输。从发送端发出数据到接收端接收完毕,结束。
点到点通信是针对数据链路层或网络层来说的,点对点是基于MAC地址和或者IP地址,是指一个设备发数据给与该这边直接连接的其他设备,这台设备又在合适的时候将数据传递给与它相连的下一个设备,通过一台一台直接相连的设备把数据传递到接收端。发送端设备送出数据后,它的任务已经完成,不需要参与整个传输过程,这样不会浪费发送端设备的资源,但是不确定接收端能否收到
补:点到点一般采用存储转发进行缓存,这样可以减少长距离下发送端的浪费

Q:ip的不可靠性怎么解决的?
A:


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