在海南注册公司需要什么条件,知了seo,成都哪里好玩适合小孩,彭阳门户网站建设参考引用 计算机网络微课堂-湖科大教书匠计算机网络#xff08;第7版#xff09;-谢希仁 1. 计算机网络在信息时代的作用
计算机网络已由一种通信基础设施发展成为一种重要的信息服务基础设施计算机网络已经像水、电、煤气这些基础设施一样#xff0c;成为我们生活中不可或… 参考引用 计算机网络微课堂-湖科大教书匠计算机网络第7版-谢希仁 1. 计算机网络在信息时代的作用
计算机网络已由一种通信基础设施发展成为一种重要的信息服务基础设施计算机网络已经像水、电、煤气这些基础设施一样成为我们生活中不可或缺的一部分
2. 因特网概述
2.1 网络、互连网 (互联网)和因特网
网络 (Network) 由若干结点 (Node) 和连接这些结点的链路 (Link) 组成 多个网络还可以通过路由器互连起来这样就构成了一个覆盖范围更大的网络即互联网(或互连网)。因此互联网是 “网络的网络 (Network of Networks)”因特网 (Internet) 是世界上最大的互连网络 (用户数以亿计互连的网络数以百万计) internet 与 Internet 的区别 internet (互联网或互连网)是一个通用名词它泛指由多个计算机网络互连而成的网络。在这些网络之间的通信协议可以是任意的Internet (因特网)则是一个专用名词它指当前全球最大的、开放的、由众多网络相互连接而成的特定计算机网络它采用 TCP/IP 协议族作为通信的规则其前身是美国的 ARPANET 2.2 因特网发展的三个阶段
1969年从单个网络 ARPANET 向互联网发展 1969 年第一个分组交换网 ARPANET70 年代中期研究多种网络之间的互连1983 年TCP/IP 协议成为 ARPANET 的标准协议 (因特网诞生时间) 1985 年逐步建成三级结构的因特网 1985 年NSF 围绕六个大型计算机中心建设 NSFNET (主干网、地区网和校园网)1990 年ARPANET 任务完成正式关闭1991 年美国政府将因特网主干网交给私人公司经营并开始对接入因特网的单位收费 1993 年逐步形成了多层次 ISP 结构的因特网 1993 年NSFNET 逐渐被若干个商用因特网主干网替代政府机构不再负责因特网运营让各种因特网服务提供者 ISP 来运营1994 年万维网 WWW 技术促使因特网迅猛发展1995 年NSFNET 停止运作因特网彻底商业化
因特网服务提供者 ISP (Internet Service Provider) 基于 ISP 的三层结构的因特网 2.3 因特网的标准化工作 因特网在制定其标准上的一个很大的特点是面向公众 因特网所有的 RFC(Request For Comments) 技术文档都可从因特网上免费下载 (http://www.ietf.org/rfc.html)任何人都可以随时用电子邮件发表对某个文档的意见或建议 因特网协会 ISOC 是一个国际性组织它负责对因特网进行全面管理以及在世界范围内促进其发展和使用 因特网体系结构委员会 IAB负责管理因特网有关协议的开发因特网工程部 IETF负责研究中短期工程问题主要针对协议的开发和标准化因特网研究部 IRTF从事理论方面的研究和开发一些需要长期考虑的问题 制订因特网的正式标准要经过以下 4 个阶段 1、因特网草案 (在这个阶段还不是 RFC 文档)2、建议标准 (从这个阶段开始就成为 RFC 文档)3、草案标准4、因特网标准
2.4 因特网的组成
边缘部分 由所有连接在因特网上的主机组成。这部分是用户直接使用的用来进行通信传送数据、音频或视频和资源共享 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 3. 三种交换方式
3.1 电路交换 (Circuit Switching)
电话交换机接通电话线的方式称为电路交换从通信资源的分配角度来看交换 (Switching)就是按照某种方式动态地分配传输线路的资源电路交换的三个步骤 建立连接 (分配通信资源)通话 (一直占用通信资源)释放连接 (归还通信资源) 当使用电路交换来传送计算机数据时其线路的传输效率往往很低因此通常不采用该方式传输计算机数据而是采用分组交换的方式 3.2 分组交换 (Packet Switching)
发送方 构造分组发送分组 路由器 缓存分组转发分组 接收方 接收分组还原报文
3.3 报文交换 (Message Switching)
主要用于早期的电报通讯网现在较少使用故不再赘述
3.4 三种交换方式对比
电路交换 优点通信时延小、有序传输、没有冲突、适用范围广、实时性强、控制简单缺点建立连接时间长、线路独占使用效率低、灵活性差、难以规格化 报文交换 优点无需建立连接、动态分配线路、提高线路可靠性、提高线路利用率、提供多目标服务缺点引起了转发时延、需要较大存储缓存空间、需要传输额外的信息量 分组交换 优点无需建立连接、线路利用率高、简化了存储管理、加速传输、减少出错概率和重发数据量缺点引起了转发时延、需要传输额外的信息量、对于数据报服务存在失序、丢失或重复分组的问题对于虚电路服务存在呼叫建立、数据传输和虚电路释放三个过程 4. 计算机网络的定义和分类
4.1 计算机网络的定义
计算机网络的最简单的定义 一些互相连接的、自治的计算机的集合 互连是指计算机之间可以通过有线或无线的方式进行数据通信自治是指独立的计算机它有自己的硬件和软件可以单独运行使用集合是指至少需要两台计算机 计算机网络的较好的定义 计算机网络主要是由一些通用的、可编程的硬件互连而成的而这些硬件并非专门用来实现某一特定目的 (例如传送数据或视频信号)。这些可编程的硬件能够用来传送多种不同类型的数据并能支持广泛的和日益增长的应用 计算机网络所连接的硬件并不限于一般的计算机而是包括了智能手机等智能硬件计算机网络并非专门用来传送数据而是能够支持很多种的应用 (包括今后可能出现的各种应用)
4.2 计算机网络的分类
按交换技术分类 电路交换网络报文交换网络分组交换网络 按使用者分类 公用网专用网 按传输介质分类 有线网络无线网络 按覆盖范围分类 广域网WAN城域网MAN局域网LAN个域网PAN 按拓扑结构分类 总线型网络星型网络环型网络网状型网络
5. 计算机网络的性能指标
性能指标可以从不同的方面来度量计算机网络的性能
5.1 常用的计算机网络的性能指标 1. 速率 2. 带宽 带宽的这两种表述之间有着密切的联系。一条通信线路的 “频带宽度” 越宽其所传输数据的 “最高数据率” 也越高 3. 吞吐量 吞吐量表示在单位时间内通过某个网络 (或信道、接口) 的数据量吞吐量被经常用于对现实世界中的网络的一种测量以便知道实际上到底有多少数据量能够通过网络吞吐量受网络的带宽或额定速率的限制 4. 时延 5. 时延带宽积 时延带宽积 传播时延 × 带宽若发送端连续发送数据则在所发送的第一个比特即将到达终点时发送端就已经发送了时延带宽积个比特链路的时延带宽积又称为以比特为单位的链路长度 6. 往返时间 在许多情况下因特网上的信息不仅仅单方向传输而是双向交互有时很需要知道双向交互一次所需的时间因此往返时间 RTT(Round-Trip Time) 也是一个重要的性能指标 7. 利用率 信道利用率用来表示某信道有百分之几的时间是被利用的 (有数据通过)网络利用率全网络的信道利用率的加权平均 1、根据排队论当某信道的利用率增大时该信道引起的时延也会迅速增加因此信道利用率并非越高越好。如果令 D 0 D_0 D0 表示网络空闲时的时延D 表示网络当前的时延那么在适当的假定条件下可以用下面的简单公式来表示 D、 D 0 D_0 D0 和利用率 U 之间的关系 D D o I − U D\frac{D_o}{I-U} DI−UDo 当网络的利用率达到 50% 时时延就要加倍当网络的利用率超过 50% 时时延急剧增大当网络的利用率接近 100% 时时延就趋于无穷大因此一些拥有较大主千网的 ISP 通常会控制它们的信道利用率不超过 50%。如果超过了就要准备扩容增大线路的带宽。 2、也不能使信道利用率太低这会使宝贵的通信资源被白白浪费。应该使用一些机制可以根据情况动态调整输入到网络中的通信量使网络利用率保持在一个合理的范围内。 8. 丢包率 丢包率即分组丢失率是指在一定的时间范围内传输过程中丢失的分组数量与总分组数量的比率丢包率具体可分为接口丢包率、结点丢包率、链路丢包率、路径丢包率、网络丢包率丢包率是网络运维人员非常关心的一个网络性能指标但对于普通用户来说往往并不关心这个指标因为他们通常意识不到网络丢包分组丢失主要有两种情况 分组在传输过程中出现误码被结点丢弃分组到达一台队列已满的分组交换机时被丢弃在通信量较大时就可能造成网络拥塞 因此丢包率反映了网络的拥塞情况 无拥塞时路径丢包率为 0轻度拥塞时路径丢包率为 1% ~ 4%严重拥塞时路径丢包率为 5% ~ 15%
6. 计算机网络体系结构
6.1 常见的计算机网络体系结构 OSI 体系结构法律上的国际标准 应用层、表示层、会话层、运输层、网络层、数据链路层、物理层 TCP/IP 体系结构事实上的国际标准 应用层、运输层、网际层、网络接口层 原理体系结构适于教学 应用层解决通过应用进程的交互来实现特定网络应用的问题运输层解决进程之间基于网络的通信问题网络层解决分组在多个网络上传输 (路由)的问题数据链路层解决分组在一个网络 (或一段链路) 上传输的问题物理层解决使用何种信号来传输比特的问题
6.2 计算机网络体系结构分层的必要性
计算机网络是个非常复杂的系统。早在最初的 ARPANET 设计时就提出了分层的设计理念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下面按照由简单到复杂的顺序来看看实现计算机网络要面临哪些主要的问题以及如何将这些问题划分到相应的层次层层处理。 6.3 计算机网络体系结构分层思想举例
计算机网络体系结构分层思想举例
6.4 计算机网络体系结构中的专用术语 实体、协议和服务 实体任何可发送或接收信息的硬件或软件进程 对等实体收发双方相同层次中的实体 协议控制两个对等实体进行逻辑通信的规则的集合三要素语法、语义和同步 语法定义所交换信息的格式 语义定义收发双方所要完成的操作 同步定义收发双方的时序关系 服务 在协议的控制下两个对等实体间的逻辑通信使得本层能够向上一层提供服务 要实现本层协议还需要使用下面一层所提供的服务 协议是 “水平的”服务是 “垂直的” 实体看得见相邻下层所提供的服务但并不知道实现该服务的具体协议。也就是说下面的协议对上面的实体是 透明” 的 服务访问点在同一系统中相邻两层的实体交换信息的逻辑接口用于区分不同的服务类型 数据链路层的服务访问点为帧的 “类型” 字段网络层的服务访问点为IP数据报首部中的 “协议字段”运输层的服务访问点为 “端口号” 服务原语上层使用下层所提供的服务必须通过与下层交换一些命令这些命令称为服务原语 协议数据单元 PDU对等层次之间传送的数据包称为该层的协议数据单元 服务数据单元 SDU同一系统内层与层之间交换的数据包称为服务数据单元 多个 SDU 可以合成为一个 PDU一个 SDU 也可划分为几个 PDU
必须通过与下层交换一些命令这些命令称为服务原语 [外链图片转存中…(img-Ly3ihdV1-1696131772480)] - 协议数据单元 PDU对等层次之间传送的数据包称为该层的协议数据单元 - 服务数据单元 SDU同一系统内层与层之间交换的数据包称为服务数据单元 - 多个 SDU 可以合成为一个 PDU一个 SDU 也可划分为几个 PDU [外链图片转存中…(img-FpsLhd0u-1696131772480)]
