计算机网络体系结构
- 1.计算机网络概述
- 1.1 概念
- 1.1.1 计算机网络、互连网、互联网
- 1.2 组成
- 1.3 功能
- 1.4 分类
- 1.5 性能指标
- 2.体系结构和参考模型
- 2.1 分层结构,协议、接口、服务
- 2.2 ISO/OSI参考模型和TCP/IP参考模型
1.计算机网络概述
1.1 概念
计算机网络是一个将众多分散的、自治的计算机系统,通过通信设备与线路连接起来,由功能完善的软件实现资源共享和信息传递的系统。
1.1.1 计算机网络、互连网、互联网
计算机网络由若干结点(node)和连接这些结点的链路(link)组成。
集线器(Hub):工作在物理层,可以把多个结点连接起来,组成一个计算机网络
交换机(Switch):工作在数据链路层,可以把多个结点连接起来,组成一个计算机网络。下图为一个计算机网络。
路由器(Router):可以把多个计算机网络互相连接成一个更大的计算机网络,形成“互连网”。如下图为一个互连网。
覆盖全球的互连网叫做互联网(Internet)。我们平时的上网就是指互联网。
1.2 组成
从组成成分看,计算机网络由硬件、软件、协议组成。下图包含部分硬件及软件。
协议(protocol)规定了计算机网络的通信规则,有软硬件共同实现。
从工作方式看,计算机网络由边缘部分、核心部分组成。
边缘部分由主机等组成,直接为人服务,核心部分由大量的网络和连接这些网络的路由器组成,为边缘部分提供连通性和交换服务。
从逻辑功能看,计算机网络由资源子网、通信子网组成。
计算机网络中实现网络通信功能的设备及其软件的集合称为网络的通信子网,而把网络中实现资源共享功能的设备及其软件的集合称为资源子网。
1.3 功能
数据通信:实现计算机之间数据传输。
资源共享:软硬件资源、数据资源。
分布式处理:将复杂任务分配给多个计算机处理。
提高可靠性:冗余性的备份。
负载均衡:各台计算机负载设计。
1.4 分类
按分布范围分为,广域网WAN,城域网MAN,局域网LAN,个人区域网PAN。
按使用者分,分为公用网(Puclic Network)和专用网(Private Network)。
按交换技术分,分为电路交换、报文交换、分组交换。
按拓扑结构分,分为总线型、星型、环形、网状型。
按传输技术分,分为广播式和点对点。
广播式网络共享公共通信信道,点对点网络依靠中间结点存储转发
1.5 性能指标
数据传输率(比特率):传输数据位数的速率,单位b/s
带宽:网络设备支持的最高数据率,单位b/s
吞吐量:单位时间内通过某个网络(信道、接口)的数据量,单位b/s
时延:
时延带宽积:传播时延×带宽,单位bit,即链路上有多少比特的数据,可类比缺氧游戏中水管中有多少克的水
往返时延(RTT):从发送方发送数据到发送方接收到接收方的确认所经历的时间。如打网络游戏的时的ping值
利用率:
2.体系结构和参考模型
2.1 分层结构,协议、接口、服务
2.2 ISO/OSI参考模型和TCP/IP参考模型
ISO/OSI参考模型:
应用层:所有能和用户交互产生网络流量的程序
经典应用层服务:FTP,SMTP,HTTP
表示层:用于处理俩个通信系统中交换信息的表示方式提供通信服务。
会话层:允许不同主机上的各个进程之间建立连接并在连接上有序地进行会话。建立同步(SYN)
传输层:负责主机中俩个进程的通信(端到端)
网络层:把分组从源端传到目的端,为分组交换网上的不同主机提供通信服务。
数据链路层:把网络层传下来的数据包组装成帧。
物理层:在物理介质上实现比特流的透明传输。
每一层都要对上一层发送的数据进行处理加头部,且数据链路层还要加尾部
物理层是傻瓜层,不用处理,只发送数据
TCP/IP参考模型: