计算机网络概述

文章目录

1.计算机网络基础知识

1.1定义

定义:计算机网络是一个将分散的、具有独立功能的计算机系统,通过通信设备线路连接起来,由功能完善的软件实现资源共享和信息传递

计算机系统:移动端包括IOS、Android等,电脑端包括Windows和macOS等操作系统

通信设备:交换机和路由器

线路:端系统与通信设备连接的介质(通信链路)

软件:在端系统上安装的软件用来实现计算机系统的功能


总而言之:计算机网络是互连(互连互通)的,自治(无主从关系)的计算机集合。


1.2功能

五大功能(前两点最重要):

∙ \bullet ∙ 数据通信(实现连通性)

∙ \bullet ∙ 资源共享(硬件资源共享(打印机)、软件资源共享、数据资源共享(百度文库资源))

∙ \bullet ∙ 分布式处理(多台计算机分工合作完成同一任务)

∙ \bullet ∙ 提高可靠性 (一台计算机宕机以后,还有替代机来继续工作)

∙ \bullet ∙ 负载均衡


1.3组成

∙ \bullet ∙ 按组成部分:硬件、软件、协议(核心)

∙ \bullet ∙ 按工作方式:边缘部分(主机/端系统,用户可以直接使用)、核心部分(为边缘部分服务)

边缘部分两种通信方式:客户端/服务器(client/sever)方式、P2P(peer-peer,对等,eg:QQ)方式

∙ \bullet ∙ 按功能组成:通信子网、资源子网
计算机网络概述


1.4分类

∙ \bullet ∙ 按分布范围分:广域网WAN(使用交换技术)、城域网MAN、局域网WAN(使用广播技术)、个人区域网PAN

∙ \bullet ∙ 按使用者分:公用网(运营商网络,交钱就可以上)、专用网(军队、*等)

∙ \bullet ∙ 按交换技术分:电路交换、报文交换、分组交换

∙ \bullet ∙ 按拓扑结构分:总线型(一条公用线路)、星型、环形、网状型(常用于广域网)
计算机网络概述

∙ \bullet ∙ 按传输技术分:广播式网络(共享通信信道,所有主机都可以收听到)、点对点网络(使用分组存储转发和路由选择机制)



2.标准化工作

要实现不同厂商的硬、软件之间的相互连通,必须遵从统一的标准。

标准的分类:

∙ \bullet ∙ 法定标准:由权威机构制定的正式的、合法的标准。 eg:OSI

∙ \bullet ∙ 事实标准:某些公司的产品在竞争中占据主流,时间长了,这些产品中的协议和技术就成了标准。 eg:TCP/IP


相关组织:

∙ \bullet ∙ 国家标准化组织ISO(OSI参考模型、HDLC协议)

∙ \bullet ∙ 国际电信联盟ITU(制定通信规则)

∙ \bullet ∙ 国际电气电子工程师协会IEEE (学术机构、IEEE802系列标准)

∙ \bullet ∙ Internet 工程任务组 IETF (负则因特网相关标准的制定)



3.计算机网络性能指标

3.1关于速度

∙ \bullet ∙ 速率

速率即数据率或称数据传输率比特率。是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:b/s、kb/s、Mb/s、Gb/s、Tb/s,相邻两个单位之间都差103

∙ \bullet ∙ 带宽

初始含义:某个信号具有的频率带宽,即最高频率与最低频率之差,单位为赫兹(Hz)。

现在含义:带宽表示网络的通信线路传送数据的能力,通常指单位时间从网络中的某一点到另一点所能通过的“最高数据率”。单位:b/s…

∙ \bullet ∙ 吞吐量

单位时间内通过某个网络(或信道、接口)的数据量,单位同上。吞吐量受网络的带宽或网络的额定 速率的限制。

3.2关于时间

∙ \bullet ∙ 时延

指数据(报文/分组/比特流)从网络一段传送到另一端所需时间,也叫延迟迟延,单位为s。

组成:发送时延(传输时延)、传播时延、排队时延、处理时延。

发送时延:从发送分组的第一个比特算起,到该分组最后一个比特发送完毕所需的时间。
发 送 时 延 = 数 据 长 度 / 信 道 带 宽 ( 发 送 速 率 ) 发送时延 = 数据长度/信道带宽(发送速率) 发送时延=数据长度/信道带宽(发送速率)
取决于数据的长度与信道带宽

传播时延:从发送到停止的时间。(以电磁波为载体传播比特流)
传 播 时 延 = 信 道 长 度 / 电 磁 波 在 信 道 上 的 传 播 速 率 传播时延 = 信道长度/电磁波在信道上的传播速率 传播时延=信道长度/电磁波在信道上的传播速率
取决于电磁波传播速率和链路(光纤、同轴电缆等)长度

排队时延:等待输出/入链路可用。

处理时延:路由器内部进行检错以及找出口

∙ \bullet ∙ 时延带宽积 单位:比特
时 延 带 宽 积 = 传 播 时 延 × 带 宽 时延带宽积 = 传播时延 × 带宽 时延带宽积=传播时延×带宽

表示以比特为单位的链路长度。

∙ \bullet ∙ 往返时延RTT

从发送方发送数据开始(将第一个比特放入信道),到发送方收到接收方的确认(接收方接到第一个比特),总共经历的时延。

RTT越大,在收到确认之前,可以发送更多的数据。
R T T = 传 播 时 延 × 2 + 末 端 处 理 时 间 RTT = 传播时延×2+末端处理时间 RTT=传播时延×2+末端处理时间

∙ \bullet ∙ 利用率

包含信道利用率网络利用率。
信 道 利 用 率 = 有 数 据 通 过 的 时 间 / 总 的 时 间 信道利用率 = 有数据通过的时间/总的时间 信道利用率=有数据通过的时间/总的时间
网 络 利 用 率 = 信 道 利 用 率 加 权 平 均 值 网络利用率 = 信道利用率加权平均值 网络利用率=信道利用率加权平均值

当利用率增大时,时延也会随着增大!

整理笔记来自:王道考研

上一篇:2021/9/5


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