概念
计算机网络是互连的,自治的计算机集合
计算机网络的功能
- 数据通信(连通性)
- 资源共享(硬件,软件,数据)
- 分布式处理(多台计算机各自承担同一任务的不同部分)
- 提高可靠性(替代机器)
- 负载均衡(使多台计算机一起亲密干活)
计算机网络的组成
组成部分(硬件,软件,协议)
工作方式
- 边缘部分 用户直接使用
- c/s 方式 (客户端服务器方式)
- p2p 方式 (对等方式)
- 核心部分 为边缘部分服务(路由器,网络)
功能组成
- 通信子网 实现数据通信 (各种传输介质,通信设备,相应的网络协议组成)
- 网络层
- 数据链路层
- 物理层
- 资源子网 实现资源共享/数据处理 (实现资源共享的设备和软件的集合)
- 应用层
- 表示层
- 会话层
七层协议
- 应用层
- 表示层
- 会话层
- 传输层
- 网络层 (路由器)
- 数据链路层 (交换机,网桥)
- 物理层 (集线器,中继器)
计算机网络的分类
按分布范围分
- 广域网 WAN
- 城域网 MAN
- 局域网 LAN
- 个人区域网 PAN
按使用者分
- 公用网
- 专用网 (军队,政府)
按交换技术分
- 电路交换
- 报文交换
- 分组交换
按拓扑结构分
- 总线型
- 星型
- 环型
- 网状型
按传输技术分
- 广播式网络
- 点对点网络
标准化工作
标准的分类
- 法定标准 OSI
- 事实标准 TCP/IP
RFC(Request For Comments) 因特网标准的形式
(RFC 上升为因特网正式标准的 4 个阶段: 1.因特网草案 2.建议标准 3.审核 4.因特网标准)
相关组织
- 国际化标准组织 ISO => OSI 参考模型、HDLC 协议
- 国际电信联盟 ITU => 制定通信规则
- 国际电气电子工程师协会 IEEE => 学术机构、IEEE802 系列标准、5G
- Internet 工程任务组 IETF => 负责因特网相关标准的制定 RFC
速率
速率即数据率或数据传输率或比特率
比特是计算机中数据量单位 1/0 位
连接在计算机网络上的主机在数字信道上传送数据位数的速率
单位 b/s,kb/s,Mb/s,Gb/s,Tb/s
速率
千 1 kb/s = 10^3 b/s
兆 1 Mb/s = 10^3k b/s = 10^6 b/s
吉 1 Gb/s = 10^3 Mb/s = 10^6 kb/s = 10^9 b/s
太 1 Tb/s = 10^3 Gb/s = 10^6 Mb/s = 10^9 kb/s = 10^12 b/s
存储容量
1(Byte) = 8(bit)
1KB = 2^10B = 1024B = 1024 * 8b
1MB = 2^10KB = 1024KB
1GB = 2^10MB = 1024MB
1TB = 2^10GB = 1024GB
带宽
- "带宽"原本指某个信号具有的频带宽度,即最高频率和最低频率之差,单位赫兹(Hz)
- 计算机网络中,带宽用来表示网络通信线路传送数据的能力,通常是指单位时间内从网络一点到另一点所能通过的"最高数据率".单位是"比特每秒",b/s,kb/s,Mb/s,Gb/s (网络设备所支持的最高速度,设备的物理极限)
带宽变大,单位时间内向链路中注入的数据量变多了,传输速率不变
实际生活中,发送速度基本达不到信道带宽
吞吐量
表示单位时间内通过某个网络(信道,接口)的数据量,单位 b/s,kb/s,Mb/s
吞吐量受网络的带宽和网络的额定速率的限制
时延
指数据(报文/分组/比特流)从网络(或链路)的一段传送到另一端所需的时间.也叫延迟或迟延,单位位 s
发送时延:从发送分组的第一个比特算起,到该分组的最后一个比特发送完毕所需的时间
传播时延:指电磁波在信道上传输一定距离所花费的时间,取决于电磁波传播速度和链路长度
排队时延(路由器):等待输入/输出链路的可用时间
处理时延(路由器):检查错误、查找出口
时延带宽积
时延带宽积(单位 bit) = 传播时延(单位 s) × 带宽(发送最高速率,单位 b/s)
往返时延 RTT
从发送方发送数据开始(第一个 bit 位放到信道上),到发送方接收到接收方确认为止(接收方收到数据后立即发送确认),总共经历的时延
RTT 越大,在收到确认之前,可以发送的数据越多
RTT 包含
- 往返传播时延 = 传播时延 × 2 (主要)
- 末端处理时间(接收方)
利用率
- 信道利用率
- 网络利用率