重学计算机网络(一)计算机网络基础
目錄
1.1.1 概念、組成、功能和分類
1.1.1.1 計算機網絡的概念
1.1.1.2 計算機網絡的功能
1.1.1.3 計算機網絡的組成
1.1.1.4 計算機網絡的分類
1.1.1.5 小結
1.1.2 標準化工作及相關組織
1.1.2.1 標準化工作
1.1.2.2 標準化相關組織
1.1.2.3 小結
1.1.3 速率相關的性能指標
1.1.3.1 速率
1.1.3.2 帶寬
1.1.3.3 吞吐量
1.1.4 時延、時延帶寬積、往返時間RTT和利用率
1.1.4.1 時延
1.1.4.2 時延帶寬積
1.1.4.3 往返時延RTT
1.1.4.4 利用率
1.1.4.5 小結
1.2.1 計算機網絡的分層結構、協議、接口、服務
1.2.1.1 為什么要分層
1.2.1.2 怎么分層
1.2.1.3 小結
1.2.2 OSI參考模型(1)
1.2.2.1 ISO/OSI參考模型--怎么來的
1.2.2.2 ISO/OSI 參考模型解釋通信過程
1.2.3 OSI參考模型(2)
1.2.3.1 應用層
1.2.3.2 表示層
1.2.3.3 會話層
1.2.3.4 傳輸層
1.2.3.5 網絡層
1.2.3.6 數據鏈路層
1.2.3.7 物理層
1.2.4 TCP/IP參考模型和5層參考模型
1.2.4.1 TCP/IP參考模型(4層)
1.2.4.2 五層參考模型
第一章知識總結
1.1.1 概念、組成、功能和分類
1.1.1.1 計算機網絡的概念
計算機網絡 :是一個將分散的、具有獨立的計算機系統,通過通信設配與線路連接起來,由功能完善的軟件實現資源共享和信息傳遞的系統。
計算機網絡是互聯的、自治的計算機集合。
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互聯--互聯互通 通信鏈路
-
自治--無主從關系
1.1.1.2 計算機網絡的功能
1.1.1.3 計算機網絡的組成
1.1.1.4 計算機網絡的分類
1.1.1.5 小結
1.1.2 標準化工作及相關組織
1.1.2.1 標準化工作
1.1.2.2 標準化相關組織
1.1.2.3 小結
1.1.3 速率相關的性能指標
1.1.3.1 速率
1.1.3.2 帶寬
1.1.3.3 吞吐量
表示在單位時間內通過某個網絡(或信道、接口)的數據量。單位[外鏈圖片轉存失敗,源站可能有防盜鏈機制,建議將圖片保存下來直接上傳(img-dPx9ZhgF-1661255135228)(Equation)]等。
吞吐量受網絡的帶寬或網絡的額定速率的限制。
1.1.4 時延、時延帶寬積、往返時間RTT和利用率
1.1.4.1 時延
總時延 = 排隊時延 + 處理時延 + 傳輸時延 + 傳播時延.
排隊時延:分組在路由器的輸入隊列和輸出隊列等待的時間,取決于網絡當前的通信量。
處理時延:主機或路由器收到分組進行處理所需要的時間,例如分析首部、從分組中提取數據、進行差錯檢驗或查找適當的路由等。
傳輸時延:主機或路由器傳輸數據所需要的時間。
其中l表示數據幀的長度,v表示傳輸速率。
傳播時延:電磁波在信道中傳播所需要花費的時間,電磁波傳播的速度接近光速。
其中 l表示信道長度,v表示電磁波在信道上的傳播速度。
1.1.4.2 時延帶寬積
1.1.4.3 往返時延RTT
RTT越大,在收到的確認之前,可以發送的數據更多。
1.1.4.4 利用率
1.1.4.5 小結
1.2.1 計算機網絡的分層結構、協議、接口、服務
1.2.1.1 為什么要分層
發送文件要完成的工作:
發起通信的計算機必須將數據通信的通路進行激活。
要告訴網絡如何識別目的主機。
發起通信的計算機要查明目的主機是否開機,并且與網絡連接正常。
發起通信的計算機要弄清吹,對方計算機中文件管理程序是否已經做好準備工作。
確保差錯和意外可以解決。
計算機這個一系列的大的問題,一個個的分成小問題。所以就引出了分層結構。
1.2.1.2 怎么分層
1.2.1.3 小結
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計算機網絡體系結構是從功能上描述計算機網絡結構。
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計算機網絡體系結構簡稱網絡體系結構是分層結構。
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每層遵循某個/些網絡協議以完成本層的功能。
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計算機網絡體系結構是計算機網絡的各層及其協議的集合。
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第n層 在向n+1層提供服務時,此服務不僅包含第n層本身的功能,還包含由下層服務提供的功能。
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僅僅在相鄰間有接口,且所提供服務的具體實細節對上一層完全屏蔽。
-
體系結構是抽象的,而實現是指能遠行的一些軟件和硬件。
1.2.2 OSI參考模型(1)
1.2.2.1 ISO/OSI參考模型--怎么來的
物聯網淑惠試用。
1.2.2.2 ISO/OSI 參考模型解釋通信過程
1.2.3 OSI參考模型(2)
1.2.3.1 應用層
為特定應用程序提供數據傳輸服務,例如HTTP、DNS等協議。數據單位為報文。
網絡流程應用(表示的是用戶界面,例如Telnet,HTTP)。
OSI模型的應用程序層直接與軟件應用程序交互以提供所需的通信功能,并且它與最終用戶最接近。應用層的功能通常包括驗證通信伙伴和資源的可用性以支持任何數據傳輸。該層還定義了用于最終應用程序的協議,例如域名系統(DNS),文件傳輸協議(FTP),超文本傳輸協議(HTTP),Internet消息訪問協議(IMAP),郵局協議(POP),簡單郵件傳輸協議(SMTP),簡單網絡管理協議(SNMP)和Telnet(終端仿真)。你會發現這些都是有頁面讓你可以來操作的。應用層指的就是最高層。
1.2.3.2 表示層
數據表示 (數據如何呈現,特殊處理->例如加密,比如ASCII,JPEG)
1.2.3.3 會話層
主機間的通信(將不同應用程序的數據分開。建立,管理和終止應用之間的會話)。
1.2.3.4 傳輸層
負責主機中兩個進程的通信,即端到端的通信。傳輸單位是報文段或用戶數據報。
為進程提供通用數據傳輸服務。由于應用層協議很多,定義通用的傳輸層協議就可以支持不斷增多的應用層協議。
運輸層包括兩種協議:
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傳輸控制協議 **TCP**,提供面向連接、可靠的數據傳輸服務,數據單位為報文段;
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用戶數據報協議 **UDP**,提供無連接、盡最大努力的數據傳輸服務,數據單位為用戶數據報。
TCP 主要提供完整性服務,UDP 主要提供及時性服務。
傳輸層主要有四個功能:
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可靠傳輸、不可靠傳輸
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差錯控制
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流量控制
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復用分用
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-
復用:多個應用層進程可以同時使用下面運輸層的服務
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分用:運輸層把收到的信息分別交付給上面應用層中相應的進程。
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記憶口訣:可差的也能留用?
傳輸層提供通過一個或多個網絡將數據序列從源傳輸到目標主機的功能和手段,同時保持服務質量(**QoS**)功能并確保數據的完整傳遞。可以通過糾錯和類似的功能來保證數據的完整性。它還可以提供顯式的流量控制功能。盡管不嚴格符合OSI模型,但TCP和用戶數據報協議(UDP)是第4層中必不可少的協議。這一層是你必須要深入了解的。后面會有詳細的講解。
1.2.3.5 網絡層
地址和最佳路徑(提供路由器用于路徑的邏輯尋址,比如IP)。
主要任務是把分組從源端傳到目的端,為分組交換網上的不同主機提供通信服務。網絡層的傳輸單位是數據報。
網絡層通過邏輯尋址和交換功能處理數據包路由。網絡是可以連接許多節點的介質。每個節點都有一個地址。當一個節點需要將消息傳輸到其他節點時,它僅能提供消息的內容和目標節點的地址,則網絡將找到將消息傳遞到目標節點的方法,并可能通過其他節點進行路由。如果消息太長,網絡可能會在一個節點上將其拆分為多個段,分別發送它們,然后在另一節點上重新組合片段。網絡層也是后面的重點。
1.2.3.6 數據鏈路層
主要任務就是把網絡層傳下來的數據報組裝成幀。數據鏈路層的傳輸單位是幀。
媒體訪問(將位組合成字節,將字節組合成幀,使用**MAC**地址訪問,錯誤檢測-比如HDLC)。
數據鏈路層提供節點到節點的傳輸,即兩個直接連接的節點之間的鏈接。它以幀的形式處理數據的打包和拆包。它定義了在兩個物理連接的設備之間建立和終止連接的協議,例如點對點協議(PPP)。
數據鏈路層通常分為兩個子層:媒體訪問控制(MAC)層和邏輯鏈路控制(LLC)層。 MAC層負責控制網絡中的設備如何訪問媒體以及允許傳輸數據。 LLC層負責標識和封裝網絡層協議,并控制錯誤檢查和幀同步。 這一層只需要基本掌握MAC,不需要知道更多。
1.2.3.7 物理層
二進制傳輸(在設備之間移動bits。例如V.35)
主要任務就是在物理媒體上實現比特流的透明傳輸。物理層傳輸單位是比特。
透明傳輸:指不管所傳數據是什么樣的比特組合,都應當能夠在鏈路上傳送。
物理層定義了數據連接的物理規格。例如,連接器的插針布局,電纜的工作電壓,光纖電纜規格以及無線設備的頻率。它負責物理介質中非結構化原始數據的發送和接收。比特率控制在物理層完成。它是底層網絡設備的層,從不關心協議或其他更高層的項目。這層你基本不用了解,除非你需要自己制作網線。
1.2.4 TCP/IP參考模型和5層參考模型
1.2.4.1 TCP/IP參考模型(4層)
OSI參考模型與TCP/IP參考模型的區別:
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相同點
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都分層
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基于獨立的協議棧的概念
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可以實現異構網絡互聯
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不同點
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OSI定義三點:服務、協議、接口
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OSI先出現,參考模型先于協議發明,不偏向特定協議。
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TCP/IP設計之初就考慮到異構網互聯問題,將IP作為重要層次。
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面向連接分為三個階段,第一是建立連接,在此階段,發出一個建立連接的請求。只有在連接成功建立之后,才能開始數據傳輸,這是第二階段。接著,當數據傳輸完畢,必須釋放連接。(TCP)
而面向無連接沒有這么多階段,他直接進行數據傳輸。(UDP)
1.2.4.2 五層參考模型
五層參考模型的數據封裝與解封裝:
第一章知識總結
總結
以上是生活随笔為你收集整理的重学计算机网络(一)计算机网络基础的全部內容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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