计算机网络Computer Networking(二、网络核心及因特网)

Mar 7, 2017

参考来源：http://blog.csdn.net/hcbbt/article/details/18271491

名词解释

网络边缘(Network Edge)：用户直接使用，用来进行通信（传送数据、音频或视频），和资源共享。

网络核心(Network Core)：由大量网络和连接这些网络的路由器组成，提供连接性和交换。

客户服务方式(C/S方式)：客户机(client)／服务器(server)方式

对等方式(Peer-to-peer, P2P)：每一个主机(host)既是客户又是服务器。

交换技术：包括电路交换，分组交换，和报文交换。

广域网(Wide Area Network, WAN)： 因特网核心部分。

城域网(Metroplitan Area Network)： 很多采用以太网技术。

局域网(Local Area Network, LAN)：你懂的。

个人区域网(Personal Area Network)：你懂的。

性能指标(Performance): 速率，带宽，时延

带宽(bandwidth): 数字信道所能传递的【最高】速率

吞吐量(throughput): 单位时间内通过某个网络(或信道、借口)的数据量。绝对上限值就是带宽。

时延(delay或latency): 数据从网络一端到另一端的时间，也称延迟。

发送时延: 等于 数据帧长度(b) / 信道带宽(b/s)

传播时间: 等于 信道长度(m) / 传输速率(m/s)

总时延: 等于 发送时延 + 传播时延 + 处理时延 + 排队时延

OSI体系结构(Open System Interconnection):

  • 应用层(Application)
  • 表示层(Presentation)
  • 会话层(Session)
  • 传输层(Transport)
  • 网络层(Network)
  • 数据链路层(Data Link)
  • 物理层(Physical)

再度了解一下因特网

因特网组成：

  • 边缘部分(Network Edge)：用户直接使用，用来通信和资源共享。一般都是计算机。

  • 核心部分(Network Core): 由大量网络和连接这些网络的路由器组成。提供连接性和交换。

处于边缘部分的用户通信方式：

  • C/S方式
  • P2P方式(Peer-to-Peer)，平等方式

交换技术：

  • 电路交换：三个阶段「建立连接」、「通话」、「释放连接」。
  • 分组交换：采用存储转发技术，即「收到分组」-「储存分组」-「查找路由」-「转发分组」。优点：高效，灵活，可靠。缺点：时延，开销。 关键构件：路由器(router)
  • 报文交换：先传送相邻结点，然后转存。

计算机网络的分类和指标

分类：

  • 广域网(Wide Area Network)
  • 城域网(Metropolitan Area Network)
  • 局域网(Local Area Network)
  • 个人区域网(Personal Area Network)

性能:

  • 速率： b/s,(bps), 100M以太网指的是速率为100M bps.
  • 带宽(bandwidth): 数字信道所能传递的【最高】速率。
  • 吞吐量(throughput): 【单位时间内通过某个网络的所有数据量】，最高值为带宽。
  • 时延(delay或latency)：数据从网络一端到另一端的时间。

关于时延：

  • 发送时延： 主机或路由器发送数据帧所需的时间，也就是从数据帧第一个bit开始，到最后一个bit，发送的总时间。等于 数据帧长度(bit) / 信道带宽(bps)
  • 传播时延：电磁波在信道中传输一定距离所需的时间。等于 信道长度(m) / 传输速率
  • 处理时延：主机或者路由器处理收到的分组所需要的时间。
  • 排队时延：分组在输入队列中等待处理的时间加上其在输出队列中等待转发的时间。
  • 总时延：发送时延 + 传播时延 + 处理时延 + 排队时延。

ps: 对于高速网络链路，提高的是【发送速度】而不是【传输速度】，也就是减少的是‘发送时延’。

  • 时延带宽积：传播时延 * 带宽，表示链路的容量。
  • 往返时间RTT：从发送方发送数据开始，到(发送方)收到接收方的确认为止，所花费的总时间。
  • 利用率：某信道有百分之多少有数据通过。可以间接计算【当前时延】 = 空闲时时延 ／ (1 - 利用率)

计算机网络的体系结构

网络协议组成要素：语法，语义，同步。

五层【协议的体系结构】：

  • 应用层：为应用程序提供啦网络服务。
  • 运输层：负责向用户提供端到端的通信服务，实现流量控制以及差错控制。
  • 网络层：主要负责创建逻辑链路，以及实现数据包的分片，重组，实现【拥塞控制】、【网络互连】等等功能。
  • 数据链路层：在通信的实体（硬件）间建立数据链路链接。
  • 物理层：主要负责在物理线路上传输原始的二进制数据。

七层OSI网络(Open System Interconnection):

  • 应用层(Application)
  • 表示层(Presentation)
  • 会话层(Session)
  • 传输层(Transport)
  • 网络层(Network)
  • 数据链路层(Data Link)
  • 物理层(Physical)

TCP/IP体系结构

TCP/IP协议集把整个网络分为四层，包括：

  • 网络接口层(Network Interface)
  • 网际层(Internet Protocol)
  • 传输层(Transport)
  • 应用层(Application)

(待补充)