计算机基础-计算机网络(一)

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wshunli 10月 03, 2017
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具备扎实的数据结构和计算机系统基础,编码功底扎实

现在应该为找工作做准备了,先打好计算机基础吧。
这也算是《计算机网络》的读书笔记吧,我选的是第七版,主编是谢希仁老师。

互联网相关概念

网络分为电信网络、有线电视网络、计算机网络。
互联网(Internet)是一个专有名词,指当今世界上最大的计算机网络。
互连网(internet)是一个通用名词,泛指多个计算机网络互连而形成的计算机网路,即“网络的网络”。

计算机网络由若干结点和链路组成。经历了三个发展阶段:

  • 第一分阶段是从单一网络 ARPANET 向互连网发展的过程;
  • 第二个阶段是建成了三级结构的互联网,分为主干网、地区网和校园网(或企业网);
  • 第三个阶段是多层次 ISP (网络服务提供商) 结构的互联网。

互联网的组成

互联网从工作方式上来看,客户分为两部分:

  • 边缘部分,用户直接使用的;
  • 核心部分,为边缘部分提供服务的。

互联网的边缘部分就是连接到互联网上的所有主机,又称为端系统。

计算机之间的通信,即主机A的某个进程和主机B的另一个进程进行通信,进程就是指运行着的程序。
在网络边缘的端系统之间的通讯方式分为两类,客户/服务器方式(C/S方式)和对等方式(P2P方式),
认为浏览器/服务器方式(B/S)是C/S的一种特例。

互联网的核心部分向网络边缘的主机提供连通性,使任何一台主机都能向其他主机通信。

分组交换采用存储转发技术,把一个报文划分为几个分组后再进行传送。
在发送整块数据之前,先把整块数据分为等长的数据段,在每段数据段前加上由一些必要信息组成的首部,就构成了一个分组。 报文(message)是发送的整块数据;分组(packet)又称为包,分组的首部也叫包头。

互联网的组成-分组交换

计算机网络的类别

从网的作用范围来看,可分为:

  • 广域网(Wide Area Network,WAN)
  • 城域网(Metropolitan Area Network,MAN)
  • 局域网(Local Area Network,LAN)
  • 个人区域网(Personal Area Network,PAN)

计算机网络的性能

1.速率,数据的传送速率,或称数据率、比特率,单位 bit/s。
比特(binary digit,bit),二进制数字的 0 或 1 。
字节(byte,B),通常 1B = 8bit 。

2.带宽(bandwidth),即速率。

3.吞吐量(throughup),单位时间通过某网络(或信道、接口)的实际数据量。

吞吐量受网络的带宽和网络的额定速率的限制。

4.时延 ,数据从网络的一端传送到另一端的时间,也称为延迟、迟延。
由以下几部分组成:

计算机网络性能-时延

  • 发送延时,主机或者路由器发送数据帧所需要的时间。
  • 传播时延,电磁波在信道中传播一段距离所需要的时间。
  • 处理时延,主机或路由器收到分组后的处理时间。
  • 排队时延,分组进入路由器后要在输入队列中排队等待处理。

总时延 = 发送延时 + 传播延时 + 处理延时 + 排队延时。

5.时延带宽积,传播时延和带宽的乘积,代表链路的容纳多少比特。

6.往返时间 RTT ,数据双向交互一次所需的时间。

计算机网络体系结构

OSI/RM (Open System Interconnect 简称OSI) 开放系统互连参考模型 是国际标准化组织(ISO)和国际电报电话咨询委员会(CCITT)联合制定的开放系统互连参考模型,为开放式互连信息系统提供了一种功能结构的框架。它从低到高分别是:物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。

TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol,简称TCP/IP) 传输控制协议/因特网互联协议 是四层结构。它从低到高分别是:网络接口层、网际层、传输层和应用层。

学习计算机网络采用折中的方法,具有五层协议的体系结构。

计算机网络体系结构

(1)应用层 是应用进程间通信交互的规则。对于不同的网络应用采用不同的协议,如 DNS、HTTP、SMTP 等。

(2)运输层 是两主机进程间通信的通用数据传输服务。“通用”指不针对某个特定网络应用,多种应用可以使用同一个运输层服务。运输层具有复用和分用的功能。传输层有两种协议:

传输控制协议 TCP(Transmission Control Protocol)提供面向链接的、可靠的数据传输服务,传输单位是报文段(Segment)。
用户数据报协议 UDP(User Datagram Protocol)提供无连接的、尽最大努力的数据传输服务(不保证数据传输的可靠性),传输单位是用户数据报。

(3)网络层 负责为分组交换网上的不同主机提供通信服务。在发送数据时将网络层的数据封装成分组或包进行传送。在 TCP/IP 协议中,网络层使用IP协议,因此分组也叫 IP 数据报,简称数据报。无论在哪层传送的数据单元,都可成为分组。

(4)数据链路层 数据在链路上传送的协议。两节点传递数据时,链路层将网络层的 IP 数据报组装成帧(framing),在两个相邻节点间的链路上传递帧(frame)。

(5)物理层 传递数据的单位是比特。例如考虑多大电压是 1 或 0 ,以及如何识别,电线插头的引脚数以及引脚如何连接等属于物理层的范围。传递信息的媒介,如双绞线、光纤等不在物理层,有人称之为 0 层。

TCP/IP 的体系结构 并不是严格遵守 OSI 分层的概念。

TCP/IP体系结构

TCP/IP 可以为各式各样的应用提供服务,同时也允许协议在各式各样的网络构成的互联网上运行。

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