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【计算机网络篇】计算机网络概述

本文主要介绍计算机网络第一章节的内容,文中的内容是我认为的重点内容,并非所有。参考的教材是谢希仁老师编著的《计算机网络》第8版。跟学视频课为河南科技大学郑瑞娟老师所讲计网。

文章目录

🎯一.计算机网络的组成 

✨主要内容

1.边缘部分

2.核心部分

✨跟练习题

🎯二.计算机网络的分类 

🎯三.计算机网络的性能指标

✨主要内容

✨跟练习题

🎯四.计算机网络体系结构

✨主要内容

1.协议与划分层次

2.计算机网络的体系结构

 3.TCP/IP模型

4.具有五层协议的体系结构

✨跟练习题


🎯一.计算机网络的组成 

✨主要内容

互联网的拓扑结构虽然非常复杂,并在地理上覆盖了全球,但从其工作方式上看,可以划分为以下两大块:

1.边缘部分

由所有连接在互联网上的主机组成。这部分是用户直接使用的,用来进行通信和资源共享。

1.1.1主要功能:通信和共享

2.核心部分

由大量网络和连接这些网络的路由器组成。这部分是为边缘部分提供服务的(提供连通性和交换)。

1.2.1主要功能:连通性

1.2.2在网络核心部分起特殊作用的是路由器:分组交换

1.2.3三类交换方式:分组交换,电路交换,报文交换

✨跟练习题

1.世界上很多国家都相继组建了自己国家的公用数据网,现有的公用数据网大多采用分组交换方式。

2.电话交换系统采用的是电路交换

3.目前网络应用系统采用的主要模型是客服/服务器计算模型

4.路由器是实现分组交换的关键构件,其任务是转发收到的分组,这是网络核心部分最重要的功能。

5.接入网既不属于因特网的核心部分,也不属于因特网的边缘部分。

🎯二.计算机网络的分类 

1.作用范围:广域网,局域网,城域网,个人区域网。

2.从网络的使用者进行分类:公用网,专用网。

🎯三.计算机网络的性能指标

✨主要内容

1.比特(bit)是计算机中数据量的单位,也是信息论中使用的信息量的单位

注意:一个字节=8比特,一个比特就是二进制数字中的1或0。

2.速率即数据率(data rate)或比特率(bit rate) :发送数据的速率。是计算机网络中最重要的一个性能指标。速率的单位是 b/s,或kb/s, Mb/s, Gb/s 等。

3.“带宽”(bandwidth)本意是指信号具有的频带宽度,单位是赫(或千赫、兆赫、吉赫等)。

这里是数字信道所能传送的“最高数据率” ,单位是“比特每秒”,或 b/s (bit/s)。

注意:在计算机界,K = 2¹⁰= 1024, M = 2²⁰, G = 2³⁰ ,T = 2⁴⁰

4.传输时延(发送时延 ):发送数据时,数据块从结点进入到传输媒体所需要的时间。 即从发送数据帧的第一个比特算起,到该帧的最后一个比特发送完毕所需的时间。

例:需传送1M字节的数据,在带宽为100M的网络里传送,1MB*8/100Mbps=80ms

 5.传播时延: 电磁波在信道中需要传播一定的距离而花费的时间。200000Km/s 信号传输速率(即发送速率)和信号在信道上的传播速率是完全不同的概念。

例:假设传播距离是1000km,传播时延=1000km/200000km/s=5ms

6.总时延 = 排队时延+处理时延+发送时延+传播时延

7.信道利用率:信道有百分之几的时间是被利用的(有数据通过),空闲信道的利用率为零。

例:(1)如果在20分钟内没有使用手机,那么这20分钟内的信道利用率为0

(2)如果在200分钟内有20分钟用手机工作,那么信道利用率为20/200=0.1

✨跟练习题

1.应用层想要传输长度为200字节的数据,经过网络传输时,需要加上20字节的TCP首部,20字节的IP首部,最后加上数据链路层18字节的首部和尾部,数据的传输效率是多少? 如果应用层传输1000字节的数据,此时的数据传输效率是多少?

注意:应用层传输效率的计算公式为:传输数据长度占总产度的比例。

200/(20+20+18)=77%

1000/(20+20+18+1000)=94.52%

2.时延是网络性能的重要指标,包括发送时延、______、处理时延。

传播时延

🎯四.计算机网络体系结构

✨主要内容
1.协议与划分层次

(1)网络协议,简称为协议,是为进行网络中的数据交换而建立的规则,标准或约定。

(2)网络协议主要由以下三要素组成:

语法,即数据与控制信息的结构和格式

语义,即需要发出何种控制信息,完成何种动作以及做出何种响应

同步,即事件实现顺序的详细说明

(3)我们把计算机网络划分了层次,相应的层之间进行交换的时候,需要有一定的格式,这种格式就是网络协议,协议本质上就是层与层之间沟通的语言。

2.计算机网络的体系结构

(1)计算机网络的体系结构是计算机网络的各层及其协议的集合。

(2)体系结构就是这个计算机网络及其部件所完成的功能的精确定义。

(3)体系结构是抽象的,而实现是具体的,是真正在运行的计算机的硬件和软件。

(4).接口:同一系统中相邻两层的实体进行交互的地方

(可以理解为下层向上层提供的一个函数)

(5).服务:为保证上层对等体之间能相互通信,下层向上层提供的功能。

(6).实体:表示任何可发送或接收信息的硬件和软件进程。

注意:

本层的服务用户只能看见服务而无法看见下面的协议,

下面的协议对上面的服务用户是透明的。

协议是水平的,即协议是控制对等实体之间通信的规则。

服务是垂直的,即服务是由下层向上层通过层间接口提供的。

 3.TCP/IP模型

TCP/IP模型是一种四层网络模型,包括应用层、传输层、网络层和网络接口层。与OSI七层模型相对应: 
(1)应用层:对应OSI模型的应用层、表示层和会话层。 
(2)传输层:应OSI模型的传输层。

(3)网络层:对应OS模型的网络层。 

(4)网络接口层:对应OS/模型的数据链路层和物理层。

 

4.具有五层协议的体系结构

 

1. 物理层(Physical Layer)
作用:物理层负责在物理媒介上实现原始比特流的传输。它定义了网络设备之间的物理连接、电气特性、数据传输速率、信号形式等。

2. 数据链路层(Data Link Layer)
作用:数据链路层负责在相邻的网络节点之间传输数据帧。它在物理层提供的服务基础上,通过差错控制和流量控制机制,确保数据的可靠传输。

3. 网络层(Network Layer)
作用:网络层负责在多个网络之间进行数据包的传输和路由选择。它定义了数据包从源到目的地的路径选择,以及数据包的寻址和路由。

4. 传输层(Transport Layer)
作用:传输层负责为应用程序提供端到端的数据传输服务。它确保数据的完整性、顺序和可靠性。传输层协议可以提供面向连接的服务(如TCP)或无连接的服务(如UDP)。
注意:传输层是真正的从源到目标的‘端到端’的层。


5. 应用层(Application Layer)
作用:应用层是最接近用户的一层,它为应用软件提供网络服务。应用层定义了用于应用程序的网络交互协议和方法,如文件传输、电子邮件、网页浏览等。

✨跟练习题

1.TCP/IP的网络接口层对应OSI的______。

物理层和数据链路层

2.协议是(  )之间进行通信的规则或约定。

不同节点对等实体

3.网络协议主要要素为( )。

语法,语义,同步

4.TCP/IP协议是Internet中计算机之间通信所必须共同遵循的一种(  )。

通信协议


原文地址:https://blog.csdn.net/m0_74202856/article/details/142284522

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