计算机网路_学习笔记

笔记

计算机网络性能

一.带宽（ bandwidth）：原本指信号具有的频带宽度，即最高频率与最低频率之差，单位是赫兹（Hz）

网络中的“带宽”通常是数字信道所能传送的“最高数据率”， 单位是b/s等；

二.延迟/时延（delay/latency）：分组延迟

四种分组延迟

dproc结点处理延迟
dqueue排队延迟：（不确定性）
dtrans传输延迟：发送一个分组需要的时间
dprop传播延迟：从一点传播到下一点的时间

时延带宽积=传播时延*带宽
=dprop*R(bits)
以比特为单位的链路长度

分组丢包

丢包率=丢包数/已发分组总数

吞吐量

表示在发送端与接收端之间传送数据速率（b/s）

• 即时吞吐量：给定时刻的速率
• 平均吞吐量：一段时间的平均速率

瓶颈链路（bottleneck link）

计算机网络体系结构

分层结构

网络体系结构是从功能上描述计算机网络结构
每层遵循某个/些网络协议完成本层功能
体系结构是一个计算机网络的功能层次及其关系的定义
体系结构是抽象的
分层结构的优点

结构清晰
模块化的分层易于系统更新，维护
有利于标准化

不利之处

效率低下

基本概念

实体:表示任何可以发送或结构信息的硬件或软件进程
协议是控制两个对等实体进行通信的规则的集合，协议是“水平的”
任一层实体需要使用下层的服务，遵循本层协议，实现本层的功能，向上层提供服务，服务是“垂直的”
下层高协议的实现对上层的服务用户是透明的
同系统的响邻层实体间通过结构进行交互，通过服务访问点SAP，交换原语，指定请求的特定服务

OSI参考模型

1984年
目的是支持异构网络系统的互联互通
异构网络系统互联的国际标准
理解网络通信的最佳学习工具（理论模型）

通信过程

应用层至传输层---end-end端到端层

数据封装

控制信息（构造协议数据单元）

地址
差错检测编码
协议控制：优先级，服务质量等。

非端到端层的功能

1. 物理层

   接口特性

   机械特性（接口），电气特性（电频，电压），功能特性（银角功能——接地，控制），规程特性（接口通信遵循的过程）

   比特编码

   比特率

   比特同步

   时钟同步

   传输模式

   单工（simpiex），半双工（交替单工half-duplex），双工（full-duplex）

2. 数据链路层

   负责结点-结点（node-node）数据传输
   组帧（Framing）
   物理寻址

   在帧头中曾家发送端和/或接受端的物理地址标示数据帧的发送端和/或接收端

   流量控制（flow control）
   差错控制（error control）
   访问（接入）控制（Access control）

   在任一给定时刻决定哪个设备拥有链路（物理介质）控制使用权

3. 网络层

   负责源主机到目的主机数据分组（packet）交付

   可能穿越多个网络

   逻辑寻址

   全局唯一逻辑地址，确保数据分组被送达目的主机，如IP地址。

   路由（routing）
   分组转发

端到端层的功能

1. 传输层

   负责源到目的（端-端）（进程间）完成报文传输
   报文的分段与重组
   SAP寻址

   确保将完整报文提交给正确进程，如端口号

   连接控制
   流量控制
   差错控制

2. 会话层

   对话控制

   建立，维护

   同步

   在数据流中插入“同步点”

   最“薄”的一层

3. 表示层

   处理两个系统间交换信息的语法与语义问题
   数据表示转换

   转换为主机独立的编码

   加密/解密
   压缩/解压缩

4. 应用层
   

   支持用户通过用户代理（如浏览器）或网络接口使用网络（服务）
   典型应用服务：
   

   文件传输（ftp）
   电子邮件（smtp）
   Web（http）

TCP/IP参考模型

everything over IP
4层参考模型---应用层，运输层，网际层，网络接口层
5层参考模型---应用层（报文），传输层（段），网络层（数据报），数据链路层（帧），物理层（比特流）

综合了TCP/IP的优点
网际层---数据链路层

计算机网络与Internet发展历史

1961-1972:早起分组交换原理的提出和应用

1969第一个ARPAnet结点运行

1972-1980:网络互连，大量新型，私有网络的涌现

1974Cerf与Kahn提出网络互连体系结构（极简，自治，尽力服务，无状态路由，分散控制）
1976Xerox设计了以太网
1975ARPAnet交给美国国防部

1980-1990新型网络协议与网络的激增

1983部署了TCP/IP

1990-2000‘s商业化，Web，新应用

1990's早期，ARPAnet退役
1990's后期，Web应用

2005-今

-7.5亿主机

智能手机和平板电脑

宽带接入的快速部署
无处不在的高速无线接入快速增长
出现在线社交网络
服务提供商创建自己的专用网络
电子商务，大学，企业等开始在“云”中运行自己的服务