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计算机网络原理梳理丨计算机网络的概念

目录

  1. 计算机网络概念
  2. 计算机网络结构
  3. 数据交换技术
  4. 计算机网络性能
  5. 计算机网络体系结构

计算机网络概念

计算机网络的定义

计算机网络是利用通信设备与通信链路或者通信网络,互联位置不同、功能自治的计算机系统,并遵循一定的规则事项的计算机系统之间的信息狡猾。

概括:计算机网络是互联的、自治的计算机的集合。

协议的定义

协议是网络通信实体之间在数据交换过程中需要遵循的规则或约定,包括三个基本要素:

  1. 语法:实体之间交换信息的格式与结构。
  2. 语义:实体间交换信息中需要发送哪些控制信息,这些信息的具体含义,以及针对不同含义的控制信息,接受信息端应如何响应。
  3. 时序:实体之间交换信息之间的顺序以及如何匹配或适应批次的速度。
计算机网络的功能
  • 硬件资源共享
  • 软件资源共享
  • 信息资源共享
计算机网络的分类
  1. 按照覆盖范围: 个域网、局域网、城域网、广域网
  2. 按拓扑结构: 星型、总线型、环形、网状、树形、混合拓扑结构
  3. 按交换方式: 分组交换网络、电路交换网络、报文交换网络
  4. 按网络用户属性: 公用网、私有网

计算机网络结构

  • 网络边缘 如:电脑、手机
  • 接入网络 如:电话拨号、非对称用户数字线ADSL、混合光潜同轴电缆HFC、局域网、移动接入)
  • 网络核心 主要作用是数据转发,由通信链路互联的分组交换设备构成。

数据交换技术

分组交换

将完整报文拆分为若干个分组,每次传输一个分组,交换节点每次接收一个分组,当一个分组完全接收完成后开始转发,各节点之间以存储-转发方式传送

优点:

  1. 对交换设备存储的容量要求低
  2. 交换的速度更快
  3. 可靠传输效率高
  4. 更加公平

缺点:

  1. 分组长度与延迟时间的平衡
  2. 分组长度与与码率的平衡
报文交换

已报文为单位在交换网络各节点之间以存储-转发方式传送

优点:不需要建立连接,只有当报文被转发时才占用相应的信道 缺点:交换节点需要缓冲存储,报文需要排队,增加了延时

电路交换

在电路交换网络中,首先需要通过中间交换节点为两台主机间建立一条专用的通信线路,称为电路,然后在利用该电路进行通信,通信结束后再拆除电路

优点:实时性高,时延和时延抖动较小 缺点:对于突发性数据传输,信道利用率低,传输速率单一


计算机网络性能

速率与带宽

速率:指网络单位时间内传送的数据量,也称为传输速率或数据速率,单位为 bit/s(位每秒)也叫 bps

带宽:带宽原本指的是信号具有的频带宽度,是信号成分的最高频率与最低频率之差,单位为Hz(赫兹)

有时带宽也被用来描述速率,但是我们可以以描述单位区分所指的具体是什么,如单位为Hz(赫兹)指带宽,如单位为 bps 指速率。

时延

时延是指数据从网络中的一个节点到达另一个节点所需要的时间。

分组的每跳传输付哦成主要会产生四类时间延迟:

  1. 节点处理时延
  2. 排队时延
  3. 传输时延
  4. 传播时间
时延带宽积

一段物理链路的传播时延与链路带宽乘积,便是一段链路可以容纳的数据位数,也称为以位为单位的链路长度。

丢包率

丢包率常被用于评价和衡量网络性能的指标,在很大程度上可以反映网络的拥堵程度

丢包率 = 丢失的分组总数 / 发送的分组总数

吞吐量

单位时间内源主机通过网络向目的主机实际发送的数据量。经常用于度量网络的实际数据传送能力。


计算机网络分层体系结构

分层思想

计算机网络完成的所有功能可以划分为若干层,每一层完成一部分子功能,每层在完成相应功能时与另一通信实体的相同层按照某种协议进行信息交换。

体系结构定义

计算机网络所划分的层次以及各层协议的集合称为计算机网络体系结构

OSI 参考模型

全称:开放系统互连(Open System Interconnection,OSI) 由国际标准化组织 (International Organization for Standardization,ISO) 发起的,其任务是制定国际计算机通信标准,特别是促进不兼容系统间的互联。

OSI 模型分为七层:物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层

TCP/IP 四层参考模型

实际应用最多的参考模型,

TCP/IP 模型分为四层:

网络接口层:对应 OSI 的物理层、数据链路层 网际层:对应 OSI 的网络层,使用 IP(网际协议地址) 协议实现 运输层:对应 OSI 的传输层,使用 TCP(传输控制协议) 、UDP(用户数据报) 协议实现 应用层:对应 OSI 的会话层、表示层、应用层,使用 HTTP(超文本传输协议)、SMTP(电子邮件服务)、NDS(域名系统)、RTP 等协议实现(实时传输协议)

TCP/IP 五层参考模型

五层参考模型:物理层、链路层、网络层、传输层、应用层


本篇到此完结,更多 计算机网络知识 全面 and 系统的梳理中,持续更新~

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