第一章 計算機網路概述

2021-08-20 00:05:56 字數 3597 閱讀 8912

大眾熟悉的三大類網路有:(發展最快的並起到核心作用的是計算機網路)

互連網:指在區域性範圍互連起來的計算機網路。

網際網路:指當今世界上最大的計算機網路。 internet。

網際網路是由數量極大的各種計算機網路互連起來而形成的網路。因此網際網路是網路的網路。

網際網路具有兩個重要基本特點:

共享 (sharing):指資源共享。資源共享的含義是多方面的。可以是資訊共享、軟體共享,也可以是硬體共享。由於網路的存在,這些資源好像就在使用者身邊一樣,方便使用

網際網路+:指「網際網路 + 各個傳統行業」。利用資訊通訊技術以及網際網路平台,讓網際網路與傳統行業進行深度融合,創造新的發展生態。

網際網路 (internet):特指internet(注意大寫),起源於美國,現已發展成為世界上最大的、覆蓋全球的計算機網路。它採用 tcp/ip 協議族作為通訊的規則,且其前身是美國的 arpanet。

計算機網路 (簡稱為網路):由若干結點(node)和連線這些結點的鏈路(link)組成

互連網 (internetwork 或 internet):可以通過路由器把網路互連起來,這就構成了乙個覆蓋範圍更大的計算機網路,稱之為互連網。

網路把許多計算機連線在一起。互連網則把許多網路通過路由器連線在一起。與網路相連的計算機常稱為主機。

網際網路基礎結構發展的三個階段

網際網路交換點 ixp 主要作用就是允許兩個網路直接相連並交換分組,不需要通過第三個網路來**分組。

網際網路的組成

核心部分:由大量網路和連線這些網路的路由器組成。這部分是為邊緣部分提供服務的(提供連通性和交換)。

端系統之間的兩種通訊方式

網際網路的核心部分:

網路核心部分是網際網路中最複雜的部分。網路中的核心部分要向網路邊緣中的大量主機提供連通性,使邊緣部分中的任何乙個主機都能夠向其他主機通訊(即傳送或接收各種形式的資料)。在網路核心部分起特殊作用的是路由器 (router)。路由器是實現分組交換(packet switching) 的關鍵構件,其任務是**收到的分組,這是網路核心部分最重要的功能。

電路交換特點:電路交換必定是面向連線的。 

電路交換分為三個階段:

分組交換的特點 

分組交換的優點

分組交換帶來的問題

報文交換:

路由器三種交換的比較 

電路交換:整個報文的位元流連續的從源點直達終點,好像在乙個管道中傳送。

若要連續傳送大量的資料,且其傳送時間遠大於連線建立時間,則電路交換的傳輸速率較快。報文交換和分組交換不需要預先分配傳輸頻寬,在傳送突發資料時可提高整個網路的通道利用率。由於乙個分組的長度往往遠小於整個報文的長度,因此分組交換比報文交換的時延小,同時也具有更好的靈活性。

幾種不同類別的網路

廣域網 wan (wide area network):作用範圍通常為幾十到幾千公里。

都會網路 man (metropolitan area network):作用距離約為  5 ~ 50 公里。

區域網 lan (local area network) :侷限在較小的範圍(如 1 公里左右)。

個人區域網 pan (personal area network) :範圍很小,大約在 10 公尺左右。

公用網 (public network) :按規定交納費用的人都可以使用的網路。因此也可稱為公眾網。

專用網 (private network) :為特殊業務工作的需要而建造的網路。

接入網 an (access network),它又稱為本地接入網或居民接入網。接入網是一模擬較特殊的計算機網路,用於將使用者接入網際網路。接入網本身既不屬於網際網路的核心部分,也不屬於網際網路的邊緣部分。接入網是從某個使用者端系統到網際網路中的第乙個路由器(也稱為邊緣路由器)之間的一種網路。

計算機網路的效能指標

計算機網路的效能一般是指它的幾個重要的效能指標,主要包括:

(1) 傳送時延:也稱為傳輸時延。傳送資料時,資料幀從結點進入到傳輸**所需要的時間。也就是從傳送資料幀的第乙個位元算起,到該幀的最後乙個位元傳送完畢所需的時間。 

傳送時延 = 資料幀長度(bit)/ 傳送速率(bit/s)

(2) 傳播時延:電磁波在通道中需要傳播一定的距離而花費的時間。 

傳播時延 = 通道長度(公尺)/ 訊號在通道上的傳播速率(公尺/秒)

(3) 處理時延:主機或路由器在收到分組時,為處理分組(例如分析首部、提取資料、差錯檢驗或查詢路由)所花費的時間。 

(4) 排隊時延:分組在路由器輸入輸出佇列中排隊等待處理所經歷的時延。排隊時延的長短往往取決於網路中當時的通訊量。

網路協議 (network protocol),簡稱為協議,是為進行網路中的資料交換而建立的規則、標準或約定。

網路協議的三個組成要素 :

語法:資料與控制資訊的結構或格式 。 

語義:需要發出何種控制資訊,完成何種動作以及做出何種響應。 

同步:事件實現順序的詳細說明。 

計算機網路的體系結構 (architecture) 是計算機網路的各層及其協議的集合

五層協議的體系結構:osi 的七層協議體系結構的概念清楚,理論也較完整,但它既複雜又不實用。tcp/ip 是四層體系結構:應用層、運輸層、網際層和網路介面層。但最下面的網路介面層並沒有具體內容。因此往往採取折中的辦法,即綜合 osi 和 tcp/ip 的優點,採用一種只有五層協議的體系結構 。 

五層協議

七層協議

其中表示層和會話層用途如下:

五層協議沒有表示層和會話層,而是將這些功能留給應用程式開發者處理。

osi 參考模型把對等層次之間傳送的資料單位稱為該層的協議資料單元 pdu (protocol data unit)。

tcp/ip 的體系結構

tcp/ip 體系結構的另一種表示方法:實際上,現在的網際網路使用的 tcp/ip 體系結構有時已經發生了演變,即某些應用程式可以直接使用 ip 層,或甚至直接使用最下面的網路介面層。

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