常见的计算机网络体系结构OSI体系结构物理层、数据链路层、网络层、运输层、会话层、表示层、应用层法律上的国际标准TCP/IP体系结构网际接口层、网际层、运输层、应用层事实上的国际标准网际接口层网络接口网际层IP运输层TCP、UDP应用层HTTP SMTP DNS RTP在TCP/IP协议中使用IP协议互连不同的网络接口IP协议可以为各种网络应用提供服务原理体系结构物理层 数据链路层 网络层 运输层 应用层计算机网络体系分层的必要性考虑问题采用怎样的传输媒体介质 采用怎样的物理接口 使用怎样的信号表示比特0和1数据链路层如何标识网络中的主机主机编码问题例如MAC地址 如何从信号所表示的一连串比特流中区分出地址和数据如何协调各主机争用主线在多个网络中的主机问问题网络层如何表示各网络以及网咯中的各主机网络和主机共同编址的问题例如IP地址路由器如何转发分组如何进行路由选择如何解决进程之间基于网络的通信问题出现传输错误如何处理通过应用进程间的交互来完成特定的网络应用应用层【支持万维网应用的HTTP协议支持电子邮件的SMTP协议支持文件传送的FTP协议】原理体系结构物理层解决使用何种信号来传输比特的问题数据链路层解决分组在一个网络或一段链路上传输的问题网络层解决分组在多个网络上传输路由的问题运输层解决进程之间基于网络的通信问题应用层解决通过应用进程的交互来实现特定网络应用的问题计算机网络体系结构中的专用术语实体任何可发送或接受信息的硬件或软件进程。对等实体收发双方相同层次中的实体协议控制两个对等实体进行逻辑同通信的规则的集合应用层HTTP,SMTP 传输层TCP,UDP 网际层IP 链路层协议CSMA/CD 物理层曼彻斯特编码协议的三要素语法、语义、同步语法定义所交换信息的格式 语义定义收发双方所要完成的操作 同步定义收发双方的时序关系再协议的控制下俩个对等实体间的逻辑通信使得本层能够向上一层提供服务要实现本层协议还需要是用下面一层所提供的服务协议是“水平的”服务是“垂直的”。实体看得见相邻下层所提供的服务但并不知道实现该服务的具体协议。服务访问点在同一系统中相邻两层的实体交换信息的逻辑接口用于区分不同的服务类型协议数据单元PDU对等层次之间传输的数据包称为该层的协议数据单元。应用层数据包报文 运输层数据包TCP报文段或UDP用户数据包 网络层数据包IP数据包或分组链路层数据包帧 物理层数据包比特流服务数据单元SDU同一系统中层与层之间交换的数据包称为服务数据单元多个SDU可以合称为一个PUD一个SDU也可以划分为几个PDU网络、互联网和因特网网络由若干节点和连接这些节点的链路组成多个网络还可以通过路由器互连起来互联网因特网是世界上最大的互联网络因特网服务提供者ISPInternet Service Privide我国的ISP为电信移动联通ISP的三层结构国际性区域区域性或国家性覆盖规模本地范围因特网的组成边缘部分由所有连接在因特网上的主机组成这部分是用户直接使用的用来进行通信传送数据、音频或视频和资源共享核心部分由大量网络和连接这些网络的路由器组成这部分是为边缘部分提供连通性和交换三组交换方式电路交换Circuit Switching电话交换机接通电话线的方式称为电路交换从通信资源的分配角度来看交换就是按照某种方式动态地分配传输线路的资源电路交换的三个步骤1.建立连接 (分配通信资源 2.通话一直占用通信资源 3.释放连接归还通信资源分组交换Packet Switching发送方构造分组发送分组 路由器缓存分组转发分组 接收方接收分组还原报文电路交换、报文交换、分组交换的对比电路交换优点通信时延小、有序传输、没有冲突、使用范围广、实时性强、控制简单缺点建立连接时间长、线路独占、使用效率低灵活性差、难以规格化报文交换优点无需建立连接、动态分配线路、提高线路可靠性、提高线路利用率、提供多目标服务缺点引起了转发时延、需要较大存储缓存空间、需要传输额外的信息量分组交换优点无需建立连接、线路利用率高、简化了存储管理、加速传输、减少出错概率和重发数据量缺点引起了转发时延、需要传输额外的信息量、对于数据报服务、存在失序、丢失或重复分组的问题、对于虚电路服务存在呼叫建立、数据传输和虚电路释放三个过程。计算机网络的定义定义一些互相连接的、自治的计算机的集合互连是指计算机之间可以通过有限或无线的方式进行数据通信自治是指独立的计算机它由自己的硬件和软件可以单独运行使用集合指至少需要哦两台计算机较好的定义计算机网络是由一些通用的、可编程的硬件互连而成的而这些硬件并非专门用来实现某一特定目的例如传输数据或视频信号这些可编程的硬件能够用来传送多种不同类型的数据并能支持广泛的和日益增长的应用。计算机网络所连接的硬件并不限于一般的计算机而是包括了只能手机等智能硬件。计算机网络并非专门用来传送数据而是能够支持很多种的应用计算机网络的分类按交换技术分类电路交换网络报文交换网络分组交换网络按使用者分类公用网专用网按传输介质分类有线网络无线网络按覆盖范围分类广域网WAN域域网MAN局域网LAN个域网PAN按通铺结构分类总线型网络星型网络环型网络网状性网络计算机网络的性能指标速率、带宽、吞吐量、时延、时延带宽积、往返时间、利用率、丢包率速率连接在计算机网络上的主机在数字信道上传送比特的速率也称比特率或数据率带宽模拟信号中的意义信号所包含的各种不同频率成分所占据的频率范围带宽在计算机网络的意义用来表示网络的通信线路所能传送数据的能力因此网络带宽表示在单位时间内从网络中的某一点到另一点所能通过的“最高数据率”吞吐量表示在单位时间内通过某个网络或信道、接口的数据量吞吐量被经常用于对现实世界中的网络的一种测量以便知道实际上到底有多少数据量能够通过网络吞吐量受网络的带宽或而定速率的限制时延由3部分组成发送时延传播时延处理时延【发送速率由网卡的发送速率信道带宽接口速率决定】时延带宽积传播时延*带宽若发送端连续发送数据则在所发送的第一个比特即将到达终点发送端发送时延带宽积个比特链路的时延带宽积又称为以比特为单位的链路长度往返时间信号传输给接收端再由接收端返回接受信号后称为往返时间利用率信道利用率用来表示某信道有百分之几的时间是被利用的有数据通过网络利用率全网络的信道利用率的加权平均【利用率并非越高越好】不超过50%会额外要带宽丢包率分组丢失率是指在一定的时间范围内传输过程中丢失的分组数量与总分组数量的比率分为接口丢包率、链路丢包率、路径丢包率、网络丢包率分组在传输过程中出现误码被结点丢弃分组到达一台队列已满的分组交换机时被丢弃在通信量较大时就可能造成网络拥塞丢包率反应了网络的拥塞情况无拥塞时路径丢包率为0轻度拥塞时路径丢包率为1%-4%严重拥塞时路径丢包率为5%-15%