计网 Chapter1 网络体系结构

第一章 网络体系结构

导图

image.png

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，通过通信设备和线路连接起来（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

image.png

功能

数据通信，资源共享

分类

见课本
image.png


标准化工作

标准分类

image.png


标准制定流程

image.png


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 ….

image.png

  • 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

image.png

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://www-1259766423.cos.ap-beijing-fsi.myqcloud.com/Picgo/1599098514336-e0018125-9e88-4b2f-b281-93504fd8bcc7.png)
- 传播时延 ![image.png](https://www-1259766423.cos.ap-beijing-fsi.myqcloud.com/Picgo/1599098608845-a80ea19d-5879-484f-91f2-481460063637.png)
- 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
    image.png
  • 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



image.png

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://www-1259766423.cos.ap-beijing-fsi.myqcloud.com/Picgo/1600053418301-df988f1b-23a6-4e62-aa0a-a90a317b82ab.png)<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

image.png
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
image.png

传输层章节会系统讲

  • 网络层

    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，传输单位是数据报
    功能：
    image.png

  • 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：
image.png

  • 物理层

image.png










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
image.png
image.png

TCP/IP参考模型

通用，事实标准

image.png
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
image.png

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

image.png
image.png




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：