计网概述
组成部分
组成部分:
- 软件、硬件、协议
工作方式:
-
边缘部分:为用户直接使用
- C/S方式,Client/Server
- P2P方式(每一个端系统同时可以是客户端或服务器)
-
核心部分:为边缘部分服务
功能组成:
- 通信子网:实现数据通信
- 资源子网:实现资源共享/数据处理
分类
-
按分布范围
- 广域网WAN,使用交换技术
- 城域网MAN
- 局域网LAN,使用广播技术
- 个人区域网PAN
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按使用者
- 公用网
- 专用网
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按(数据)交换技术分:
- 电路交换
- 报文交换
- 分组交换
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按拓扑结构
- 总线型
- 星型
- 环型
- 网状型(广域网常用)
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按传输技术
- 广播式网络:共享公共通信信道
- 点对点网络:使用分组中存储转发和路由选择
性能指标
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速率
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带宽:单位时间内从网络中某一点到另一点所能通过的最高数据率,也就是网络设备所支持的最高速度。
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吞吐量:单位时间通过某个网络(或信道、接口)的数据量。受带宽或额定速率限制
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时延:数据从一段传到另一端所需要的时间,也称延迟
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分有发送时延、传播时延、排队时延、处理时延
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发送时延:数据的第一个bit到最后一个bit注入到链路所需时间, =数据长度/信道带宽
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传播时延:取决于电磁波传播速度和链路长度
=信道长度/电磁波传播速率
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排队时延:等待输出/入链路可用
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处理时延:检错+寻找出口
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时延带宽积:传播时延*带宽,称为以bit为单位的链路长度,
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往返时延RTT:发送方发送数据开始,到发送方受到接收方的确认(接收方收到数据立即发送确认)总共经历的时延
- RTT越大,在收到确认之前,可以发送的数据越多
- RTT=往返传播时延(传播时延*2)+末端处理时间
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利用率
- 信道利用率=有数据通过时间/(有+无)数据通过时间
- 网络利用率:信道利用率加权平均值
分层架构
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实体:第n层中的活动元素称为n层实体,同一层的实体叫对等实体
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协议:为进行网络中的对等实体数据交换而建立的规则、标准或约定称为网络协议
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接口(访问服务点SAP):上层使用下层服务的入口
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服务:下层为相邻上层提供的功能调用
注:仅仅在相邻层间有接口,且所提供服务的具体实现细节对上一层完全屏蔽
ISO/OSI参考模型
OSI七层参考模型,自顶向下排序:
- 应用层
- 表示层
- 会话层
- 传输层
- 网络层
- 数据链路层
- 物理层
应用层、表示层、会话层构成资源子网,用以数据处理,是端到端的通信
网络层、数据链路层、物理层构成通信子网,用以数据通信,是点到点的通信
- 与其他实体相比,数据链路层封装/解包了尾部以及控制信息两个部分
应用层
所有能和用户交互产生网络流量的程序
典型服务:
- 文件传输:FTP
- 电子邮件:SMTP
- 万维网:HTTP
表示层
用于处理两个通信系统中交换信息的表达方式(语法、语义)
- 数据格式变换
- 数据加密解密
- 数据压缩与恢复
会话层
向表示层实体/用户进程提供建立连接并在连接上有序地传输数据,也就是建立同步(SYN)
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建立、管理、终止会话
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使用校验点可使绘画在通信失效时从校验点/同步点继续恢复通信,适用于传输大文件,实现断点续传
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主要协议:ADSP、ASP
传输层
负责主机中两个进程的通信,建立、维护、拆除端到端的连接。
传输单位是报文段或用户数据报。
- 可靠传输、不可靠传输
- 差错控制:检错纠错
- 流量控制:解决速度匹配问题,限制发送方的速度
- 复用分用:
- 复用:多个应用层进程可同时使用下面传输层的服务
- 分用:运输层把收到的信息分别交付给上面应用层中相应的进程
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
单位是数据报,分组后送至数据链路层
- 路由选择:选择最佳路径
- 流量控制:速度匹配,限制发送方的速度
- 差错控制:纠错检错分组数据
- 拥塞控制:解决当所有节点都来不及接受分组而要大量丢弃分组的问题
数据链路层
将网络层传下来的数据报组装成帧,单位是帧
- 成帧
- 差错控制:检查纠正帧错+位错
- 流量控制:解决速度匹配问题
- 访问(接入)控制 :控制对信道的访问
- 物理寻址
物理层
实现比特流的透明传输,即不管所传数据是什么样的比特流,都应当能在链路上传输
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定义接口特性
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定义传输模式:单工、半双工、双工
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定义传输速率
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比特同步
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比特编码
TCP/IP参考模型
相比于OSI模型,没有表示层和会话层,数据链路层与物理层合并为物理接口层
通信方式的区别:
ISO/OSI模型 | TCP/IP模型 | |
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网络层 | 无连接+面向连接 | 无连接 |
传输层 | 面向连接 | 无连接+面向连接 |
面向连接:先建立连接并发出建立连接请求,只有连接成功建立后,才能开始数据传输,传输完毕后,释放连接
无连接:直接传输数据