計算機網(wǎng)絡(luò)筆記概述

1、計算機網(wǎng)絡(luò)筆記（一）-既述計算機網(wǎng)絡(luò)筆記（一）類概述1計算機網(wǎng)絡(luò)在信息時代的作用三大類網(wǎng)絡(luò)：電信網(wǎng)絡(luò)、有線電視網(wǎng)絡(luò)、和計算機網(wǎng)絡(luò)按照服務(wù)分工，電信網(wǎng)絡(luò)想用戶提供電話、電報及傳真等服務(wù)；有線電視網(wǎng)絡(luò)向用戶傳送各種電視節(jié)目；計算機網(wǎng)絡(luò)則使用戶能夠在計算機之間傳送數(shù)據(jù)文件。其中計算機網(wǎng)絡(luò)發(fā)展最快并起到核心作用，隨著技術(shù)發(fā)展，服務(wù)范圍有擴(kuò)大交叉，有“三網(wǎng)融合”的趨勢?；ヂ?lián)網(wǎng)具有兩個重要的基本特點：連通性和共享2，互聯(lián)網(wǎng)概述1，網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)（簡稱網(wǎng)絡(luò)）由若干結(jié)點（node）和連接這些結(jié)點的鏈路（link）組成。網(wǎng)絡(luò)中的結(jié)點可以是計算機、集線器、交換機或路由器等。網(wǎng)絡(luò)把許多計算機連接在一起，而互連網(wǎng)則把

2、許多網(wǎng)絡(luò)通過路由器連接在一起，與網(wǎng)絡(luò)相連的計算機稱為主機。需要注意的是，網(wǎng)絡(luò)互連并不是把計算機簡單的在物理上連接起來，因為這樣并不能達(dá)到計算機之間能夠互相交換信息的目的。我們還必須在計算機上安裝許多使計算機能夠交換信息的軟件才行。談到網(wǎng)絡(luò)互連，隱含的表示這些計算機已經(jīng)安裝了適當(dāng)?shù)能浖?，可以通過網(wǎng)絡(luò)交換信息。2，互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展三個階段以小學(xué)字母i開始的internet（互連網(wǎng)）是一個通用名詞，它泛指有多個計算機網(wǎng)絡(luò)互連而成的計算機網(wǎng)絡(luò)。這些網(wǎng)絡(luò)之間的通信協(xié)議可以任意選擇，不一定是TCP/IP協(xié)議。以大寫字母I開始的Internet（互聯(lián)網(wǎng)，或因特網(wǎng)）是一個專用名詞，它指當(dāng)前全球最大的、開放的、有眾多

3、網(wǎng)絡(luò)相互連接而成的特定互連網(wǎng)，它采用TCP/IP協(xié)議族作為通信的規(guī)則，且其前身是美國的ARPANET。第一階段是從單個網(wǎng)絡(luò)ARPANET向互連網(wǎng)發(fā)展的過程。1983年TCP/IP協(xié)議成為ARPANET上的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，稱為互聯(lián)網(wǎng)的誕生時間。第二階段的特點是建成了三級結(jié)構(gòu)的互聯(lián)網(wǎng)，分為主干網(wǎng)、地區(qū)網(wǎng)和校園網(wǎng)（或企業(yè)網(wǎng)）。網(wǎng)絡(luò)上的通信量急劇增大。第三階段的特點是逐漸形成了多層次的ISP結(jié)構(gòu)的互聯(lián)網(wǎng)?；ヂ?lián)網(wǎng)服務(wù)提供者ISP（InternetServiceProvider）是進(jìn)行商業(yè)活動的公司，例如我國的中國電信。3，標(biāo)準(zhǔn)化工作互聯(lián)網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)化工作對其發(fā)展起到重要作用。國際性組織互聯(lián)網(wǎng)協(xié)會（Internet

4、Society，簡稱ISOC）對互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行全面管理以及在世界范圍內(nèi)促進(jìn)其發(fā)展使用。所有的互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)都是以RFC（RequestForComments）的形式在互聯(lián)網(wǎng)上發(fā)表。3，互聯(lián)網(wǎng)的組成互聯(lián)網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)雖然十分復(fù)雜，并在地理上覆蓋了全球，但從其工作方式上看可以劃分為以下兩大塊：（1），邊緣部分由所有連接在互聯(lián)網(wǎng)上的主機組成。這部分是用戶直接使用的，用來進(jìn)行通信和資源共享。（2），核心部分有大量網(wǎng)絡(luò)和連接這些網(wǎng)絡(luò)的路由器組成，這部分是為邊緣部分提供服務(wù)的（提供連通性和交換）在網(wǎng)絡(luò)邊緣的端系統(tǒng)之間的通信方式通常劃分為兩大類：客戶-服務(wù)器方式（C/S方式）和對等方式（P2P方式）。在網(wǎng)絡(luò)核心部分起

5、特殊作用的是路由器(router),它是一種專用計算機(但不叫做主機)。路由器是實現(xiàn)分組交換(packetswitching)的關(guān)鍵構(gòu)件，其任務(wù)是轉(zhuǎn)發(fā)收到的分組。電路交換(circuitswitching)的特點：從通信資源的分配角度來看，交換就是按照某種方式動態(tài)地分配傳輸線路的資源。經(jīng)過“建立連接”(占用通信資源)一一“通話”(一直占用通信資源)一一“釋放連接”(歸還通信資源)三個步驟的交換方式稱為電路交換。其一個重要的特點是在通話的全部時間內(nèi)，通話的兩個用戶始終占用端到端的通信資源。當(dāng)使用電路交換傳送計算機數(shù)據(jù)其線路的傳輸效率往往很低，因為數(shù)據(jù)是突發(fā)式地出現(xiàn)在傳輸線路上，線路真正用來傳送數(shù)

6、據(jù)的時間往往不到10%，所以采用了分組交換。分組交換的特點：分組交換采用存儲轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)。先把較長的報文劃分稱為一個個更小的等長數(shù)據(jù)段，數(shù)據(jù)段前面加上一些必要的控制信息組成的首部(header)后構(gòu)成了一個分組(packet)。分組又稱為“包”，首部稱為包頭，分組是互聯(lián)網(wǎng)中傳送的數(shù)據(jù)單元。1-2分組交換的優(yōu)點憂點所采用的手段高效在分組傳輸?shù)倪^程中動態(tài)分配莪輸苻寬，対通喑鏈路是逐段占用靈活為每一個分組獨立地選擇聶合適的轉(zhuǎn)技路S迅速以分組作為傳迭單位，可以不先麗立逹按就能向莫他主機發(fā)送分組分組交換也帶來新的問題，例如路由器存儲轉(zhuǎn)發(fā)時需要排隊造成一定的時延；無法確保通信時端到端所需的帶寬；分組攜帶的控制

7、信息造成定的開銷(overhead);整個分組交換網(wǎng)需要專門的管理和控制機制。4，計算機網(wǎng)絡(luò)在我國的發(fā)展1980年鐵道部著手計算機聯(lián)網(wǎng)實驗1989年11月我國第一個公用分組交換網(wǎng)CNPAC建成實驗1994年4月20日我國用64Kbit/S專線正式連入互聯(lián)網(wǎng)2004年2月我國第一個下一代互聯(lián)網(wǎng)CNGI的主干網(wǎng)CERNET2試驗網(wǎng)正式開通，速率2.510Gbit/S5，計算機網(wǎng)絡(luò)的類別按照作用范圍：廣域網(wǎng)、城域網(wǎng)、局域網(wǎng)、個人區(qū)域網(wǎng)；按照使用者分類：公用網(wǎng)、專用網(wǎng)6，計算機網(wǎng)絡(luò)的性能6.1性能指標(biāo)速率：網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中的速率指的是數(shù)據(jù)的傳送速率，也稱數(shù)據(jù)率(datarate)或比特率(bitrate),

8、單位是bit/s(比特每秒)；數(shù)據(jù)率較高時常常加上一個字母如k,M,G,P等。提到網(wǎng)絡(luò)速率，指的是額定速率或標(biāo)稱速率，而非網(wǎng)絡(luò)實際運行的速率。帶寬(bandwidth):有兩種不同的含義，(1)帶寬本來是指某個信號具有的頻帶寬度。信號的帶寬是指該信號所包含的各種不同的頻率成分所占據(jù)的頻率范圍。例如在傳統(tǒng)的通信線路上傳送的電話信號的標(biāo)準(zhǔn)帶寬是3.1kHZ(從300HZ到3.4kHZ,即語音的主要成分的頻率范圍)。這種意義上的帶寬的單位是赫茲(或千赫，兆赫)。(2)計算機網(wǎng)絡(luò)中，帶寬用來表示網(wǎng)絡(luò)中某通道傳送數(shù)據(jù)的能力，因此網(wǎng)絡(luò)帶寬表示在單位時間內(nèi)網(wǎng)絡(luò)中某信道所能通過的最高數(shù)據(jù)率。這種帶寬的單位就是

9、數(shù)據(jù)率的單位bit/s(比特每秒)。上述兩種表述，前者是頻率稱謂,后者是時域稱謂,其本質(zhì)是相同的,也就是說,一條通信鏈路的帶寬越寬,其所能傳輸?shù)淖罡邤?shù)據(jù)率也越高。吞吐量(throughput):表示在單位時間通過某個網(wǎng)絡(luò)/信道/接口的實際的數(shù)據(jù)量。吞吐量更經(jīng)常的用于對現(xiàn)實世界中的網(wǎng)絡(luò)的一種測量，以便知道實際到底有多少數(shù)據(jù)量能夠通過網(wǎng)絡(luò)。時延(delay或latency):指數(shù)據(jù)從網(wǎng)絡(luò)的一端傳送到另一端所需的時間。網(wǎng)絡(luò)中的時延由不同的部分組成，有發(fā)送時延、傳播時延、處理時延、排隊時延。任汪亙產(chǎn)生罠迭時延即焙鹹時延)在這里產(chǎn)生it理時延和持臥時延發(fā)送器在這里產(chǎn)生極刪延雄蹲結(jié)點A蠟點E時延帶寬積:時

10、延帶寬積=傳播時延*帶寬往返時間RTT(Round-TripTime)、利用率，又分信道利用率和網(wǎng)絡(luò)利用率。信道利用率指出某信道有百分之幾的時間是被利用的(有數(shù)據(jù)通過)，網(wǎng)絡(luò)利用率則是全網(wǎng)絡(luò)的信道利用率的加權(quán)平均值。6.2非性能指標(biāo)費用、質(zhì)量、標(biāo)準(zhǔn)化、可靠性、可拓展性和可升級性、易于管理和維護(hù)等。7計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)在計算機網(wǎng)絡(luò)中要做到有條不紊地交換數(shù)據(jù)，就必須遵守一些事先約定好的規(guī)則。這些規(guī)則明確規(guī)定了所交換信息的數(shù)據(jù)的格式以及有關(guān)的同步問題。這些為進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)交換而建立的規(guī)則、標(biāo)準(zhǔn)或約定稱為網(wǎng)絡(luò)協(xié)議(networkprotocol),簡稱協(xié)議。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議主要由三個要素組成:語法、語義和同

11、步。語法及數(shù)據(jù)與控制信息的結(jié)構(gòu)或格式；語義及需要發(fā)出何種控制信息、完成何種動作以及做出何種響應(yīng)；同步即事件實現(xiàn)順序的詳細(xì)說明。分層的優(yōu)點:(1)各層之間是狙立的:其一層井不需要扣造它的下層是如何實現(xiàn)的，而低仗需要知因而可將一牛難以處理的燈雜問題分解為若干個校容易處理的更小一些的問題這扌孔整個問題的復(fù)雜程度就下降了(2)靈活性好，當(dāng)任何一層發(fā)生雙北時(例如由于技術(shù):的變化人只要層間接門關(guān)系保持不變，則在這層以上或以下各層均不受影響。此外.對某一層提供的服島還可進(jìn)行修改馬果層提供的腿務(wù)不苒需熨吋、甚至可以將這層取消.0)結(jié)構(gòu)上可分割開:各層都可以采用最含適的技術(shù)來實現(xiàn)“易于實現(xiàn)初維護(hù)=這種結(jié)構(gòu)使得

12、實現(xiàn)和調(diào)試一亍龐大而又復(fù)雜杓系統(tǒng)變得易于處理囲為整個的系統(tǒng)已被分解為若干個相對鴉立的子桌統(tǒng)a能促進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化工作因?qū)澥囊粚拥墓δ芗捌渌峁┑姆?wù)都已冇了精確的說明，分層吋應(yīng)注意使每一層的功能非常明確=若層數(shù)太少，牡圭使每層的協(xié)謎丸復(fù)雜*怛?qū)訑?shù)太老又會在描述利粽合各層功能的累址工稈任備時遇到較峯的用難。通常各層所亜完廉的功能主要有以下一些(可以只包揺一種，也可以包枯多種):差錯控制流墾控制分戰(zhàn)利重裝境用和分用使拒應(yīng)層次對等方的通倍更加可靠。髓送端的投送速率必頸使接收端來得及接收不要太快。發(fā)送端將要笈送的數(shù)堀塊劃分為更小的單位.在接收端將其邇原發(fā)送端幾個高層會話復(fù)用一條低層的連接住接收端再進(jìn)行分用:連

13、接建立和釋放交換數(shù)據(jù)前先建立一條邏輯連按數(shù)據(jù)傳送結(jié)束后釋放連接。分層堂然也有-些缺點.捌如.有些功能會在不同的層戻中室復(fù)出現(xiàn).肉而產(chǎn)生了額計算機網(wǎng)絡(luò)的各層及其協(xié)議的集合就是網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)(architecture)。換種說法，計算機網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)就是這個網(wǎng)絡(luò)及其構(gòu)建所應(yīng)完成的功能的精確定義。這些功能究竟是用何種硬件或軟件完成的，則是一個遵循這種體系結(jié)構(gòu)的實現(xiàn)問題。體系結(jié)構(gòu)是抽象的，而實現(xiàn)則是具體的，是真正運行的計算機硬件和軟件。五層協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)：OSI的七層體系結(jié)構(gòu)概念清楚、理論完整，但是復(fù)雜不實用；TCP/IP體系則不同，它是一個四層結(jié)構(gòu)(應(yīng)用層、運輸層、網(wǎng)際層和網(wǎng)絡(luò)接口層)。學(xué)習(xí)計算機網(wǎng)絡(luò)的原理采用這種的辦法，結(jié)合上述兩種，采用了五層協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)。OS比味策結(jié)芯應(yīng)該指出，技術(shù)的發(fā)展并不是遵循嚴(yán)格的OSI分層概念。實際上現(xiàn)在的互聯(lián)網(wǎng)使用的TCP/IP體系結(jié)構(gòu)已經(jīng)演變成為圖1-23那樣:65會話層14跚層132溺貓層應(yīng)用層/z應(yīng)隹層即富如TELNET,FIT,SkTP黑)L5應(yīng)用層運輸層：TTP或UDP/4運fti網(wǎng)際層