1.1 计网概述

计算机网络：由节点+连接节点的链路组成

互连网：多个计算机网路互连而成的计算机网络

互联网：专用名词。特定计算机网络，采用TCP/IP协议。

计网组成

  • 组成部分：

    • 硬件：主机、通信链路、交换设备等

    • 软件

    • 协议：计网核心。规定传输数据时遵循的规范。

  • 工作方式：

    • 边缘部分：主机
    • 核心部分：网络+路由器

  • 功能组成：

    • 通信子网：负责信息传输的部分（传输介质+通信设备+协议）
    • 资源子网：主机+软件

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计网功能

  • 数据通信 （最重要最基本）
  • 资源共享
  • 分布式处理
  • 提高可靠性
  • 负载均衡

交换技术

1.电路交换

比特流直达终点

  • 建立连接
  • 通信（一直占用通信资源）
  • 释放连接

优点：传输速率高

缺点：需额外时间开销、线路利用率低、灵活性差、不支持”差错控制“

2.报文交换

采用存储转发技术。

  • 信息→封装→报文
  • 报文→传送→相邻节点
  • 查转发表→转发到下个节点→重复，直至达目的地

优点：无需建立连接，线路利用率高、灵活、支持”差错控制“

缺点：时延大、缓存开销大、容易出错

3.分组交换

采用存储转发技术。解决报文过长问题。

  • 长报文→划分→等长数据段

  • 数据段前添加首部（地址等必要信息）→组成分组

优点：报文交换优点+开销小+效率高+出错概率低

缺点：存在时延、需要额外信息量

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计网分类

  • 分布范围

    • 广域网WAN：跨国
    • 域域网MAN：跨市
    • 局域网LAN：学校/公司（以太网技术）
    • 个人区域网PAN：家庭

  • 传输技术

    • 广播式网络
    • 点对点网络

  • 拓扑结构

    • 总线型：存在“总线争用”问题
    • 环形
    • 星形
    • 网状

性能指标

1.速率

（=数据率=比特率=数据传输速率）

单位：bit/s = b/s = bps

❗1B = 8b❗

数量级：k → M → G → T

	    3       6       9     12

2.带宽

某信道所能传输的最高数据率

单位： bps

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3.吞吐量

单位时间内通过某网络的实际数据量

单位： bps

4.时延

数据从网络一端→另一端所需总时间

  • 发送时延（传输时延）
  • 传播时延
  • 处理时延
  • 排队时延

总时延=发送时延+传播时延+处理时延+排队时延

…

1.2 体系结构&参考模型

分层结构

TCP/IP模型：image-20251105201840303

五层模型（教学）：image-20251105201900261

网络的体系结构：计网的各层+协议的集合

  • 协议：水平的。控制对等实体间的通信规则的集合

    • 语法
    • 语义
    • 同步

  • 接口：垂直的。相邻两层的实体交换信息的逻辑接口

  • 服务：垂直的。下层为紧邻上层提供的功能调用

上一层通过“接口”请求下一层的“服务”

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  • 协议数据单元（PDU）：对等层次之间传递的数据单位
  • 服务数据单元（SDU）
  • 协议控制信息（PCI）

OSI参考模型

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  • 1.物理层——实现相邻节点间比特传输

    • 传输单位：比特

  • 2.数据链路层——确保相邻节点链路无差错

    • 传输单位：帧
    • 功能：①差错控制 ②流量控制

  • 3.网络层

    • 传输单位：数据报
    • 功能：①路由选择 ②分组转发③差错控制④流量控制等

  • 4.传输层——第一个实现端到端（进程）通信

    • 传输单位：报文段
    • 功能：①复用和分用 ②差错控制等

  • 5.会话层

    • 传输单位：报文段
    • 功能：①主机间的会话进程

  • 6.表示层

    • 传输单位：报文段
    • 功能：数据表示、压缩等

  • 7.应用层

    • 传输单位：报文

TCP/IP模型

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