【计算机网络笔记Part1】基本概述

深渊向深渊呼唤

计算机网络笔记整理

1.计算机网络性能指标 1.1速率: 1.2带宽 1.3吞吐量 1.4时延 1.4.1发送时延 1.4.2传播时延 1.4.3排队时延 1.4.4处理时延 1.5时延带宽积 1.6往返时间RTT 1.7利用率 1.7.1信道利用率 1.7.2网络利用率 1.7.3时延和利用率的关系图 2.计算机网络体系结构 2.1为什么要分层? 2.2.分层的基本原则 2.3分层结构 2.4体系结构→计算机网络的各层及其协议的集合 2.4.1各层功能简介 2.5 TCP/IP参考模型 2.5.1参考模型的传输过程简介 2.6协议与服务的区别

1.计算机网络性能指标

1.1速率:

速率即数据率或称数据传输率或比特率,即连接在计算机网络上的主机在数字信道上传送数据位数速率
单位:b/s kb/s Mb/s Gb/s Tb/s
存储容量 1kb=2的十次方B

1.2带宽

原本指某个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)
计算机网络中的带宽
带宽用来表示网络的通信线路传送数据的能力,通常是指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”。单位是比特每秒,网络设备所支持的最高速度(理想状况)
单位b/s(bps),1Kb/s=210 bps ;1Mb/s=220 bps ;1Gb/s=230 bps;1Tb/s=240 bps

1.3吞吐量

表示在单位时间内通过某个网络(或信道,接口)实际的数据量,单位b/s, kb/s, Mb/s
吞吐量受网络的带宽或网络的额定速率的限制

1.4时延

指数据(报文/分组/比特流)从网络(或链路)的一端传送到另一端所需的时间,也叫 延迟 或 迟延,单位是s

1.4.1发送时延

发送时延(发生在机器内部)
从发送分组的第一个比特算起,到该分组的最后一个比特发送完毕所需的时间
发送时延=数据长度/信道带宽(发送速率)
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1.4.2传播时延

传播时延(发生在机器外部 信道上)
取决于电磁波传播速度和链路长度
传播时延=信道长度/电磁波在信道上的传播速率 (工人背着比特流跑起来)
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1.4.3排队时延

主机线路由分析首部、提取数据部分、差错检测、路由选择等需花费的时间
自我理解:等待输出/输入 链路可用的时间

1.4.4处理时延

在路由的输入队列中等待时间长度,检错找出口
总时延=发送时延+传播时延+处理时延+排队时延
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注意事项2→容易产生的错误概念:
①.对于高速网络链路,我们提高的仅仅是数据的发送速率而不是比特在链路上的传播速率。
②.提高链路带宽减小了数据的发送时延。

1.5时延带宽积

表示发送的第一个比特到达终点时已发送比特数

时延带宽积=传播时延×带宽

又称为以 比特为单位的链路长度 即“某段链路现在有多少比特” 描述数据容量性能指标

1.6往返时间RTT

从发送方发送数据开始,到发送方收到接收方的确认(接收方收到数据后立刻发送确认),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包括:
往返传播时延=传播时延*2(重要)
末端处理时间

1.7利用率

1.7.1信道利用率

信道利用率指出某信道有百分之几的时间是被利用的(有数据通过)。完全空闲的信道的利用率是零。

1.7.2网络利用率

网络利用率则是全网络的信道利用率的加权平均值

注意→①.信道利用率并非越高越好。

②.时延D与网络利用率U之间存在以下关系:

若令 D0 表示网络空闲时的时延,D 表示网络当前的时延,则在适当的假定条件下,可以用下面的简单公式表示 D 和 D0之间的关系:
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1.7.3时延和利用率的关系图

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2.计算机网络体系结构

2.1为什么要分层?

相互通信的两个计算机系统必须高度协调工作才行,而这种“协调”是相当复杂的。“分层”可将庞大而复杂的问题,转化为若干较小的局部问题,而这些较小的局部问题就比较易于研究和处理。

2.2.分层的基本原则

各层之间相互独立,每层只实现一种相对独立的功能 每层h之间界面自然清晰,易于理解,相互交流尽可能少 结构上可以分割开,每层都采用最合适的技术来实现 保持下层对上层的独立性,上层单向使用下层提供的服务 整个分层结构应该能促进标准化工作

2.3分层结构

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2.4体系结构→计算机网络的各层及其协议的集合

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2.4.1各层功能简介

①.应用层:直接为用户应用进程服务

②.运输层:为两个主机中进程之间通信提供服务

③.网络层:将运输层报文封装后进行传送,并选择路由

④.数据链路层:在相邻两个主机间点对点传送

⑤.物理层:透明传输比特流

数据在各层之间传递过程示意(假定两点直连)
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2.5 TCP/IP参考模型

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2.5.1参考模型的传输过程简介

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2.6协议与服务的区别

实体→任何可发送或接收信息的硬件或软件进程;

协议→控制两个对等实体进行通信的规则的集合;

①.协议的实现保证了向上层提供服务,下面的实体是透明的,上层只能看到下层的服务,看不到协议

②.协议是水平的,而服务是垂直的;

服务数据单位→层与层之间交换的数据的单位;

访问服务点→相邻层交换信息的地方称;

部分图片参考
2019王道考研 计算机网络

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