大家好,我是阿七。

计算机网络,是指将地理位置不同的具有独立功能的多台计算机及其外部设备,通过通信线路连接起来,在网络操作系统,网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下,实现资源共享和信息传递的计算机系统。

网络的网络

网络把主机连接起来,而互联网是把多种不同的网络连接起来,因此互联网是网络的网络

计算机网络设备有哪些(计算机网络概述)(1)

ISP

互联网服务提供商 Internet Service Provider(ISP) 可以从互联网管理机构获得许多 IP 地址,同时拥有通信线路以及路由器等联网设备,个人或机构向 ISP 缴纳一定的费用就可以接入互联网,目前国内的移动、电信等都是有名的ISP。

计算机网络设备有哪些(计算机网络概述)(2)

目前的互联网是一种多层次 ISP 结构,ISP 根据覆盖面积的大小分为第一层 ISP、区域 ISP 和接入 ISP。互联网交换点 IXP 允许两个 ISP 直接相连而不用经过第三个 ISP。

计算机网络设备有哪些(计算机网络概述)(3)

主机之间的通信方式

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电路交换与分组交换1. 电路交换

电路交换用于电话通信系统,两个用户要通信之前需要建立一条专用的物理链路,并且在整个通信过程中始终占用该链路。由于通信的过程中不可能一直在使用传输线路,因此电路交换对线路的利用率很低,往往不到 10%。

2. 分组交换

每个分组都有首部和尾部,包含了源地址和目的地址等控制信息,在同一个传输线路上同时传输多个分组互相不会影响,因此在同一条传输线路上允许同时传输多个分组,也就是说分组交换不需要占用传输线路。

在一个邮局通信系统中,邮局收到一份邮件之后,先存储下来,然后把相同目的地的邮件一起转发到下一个目的地,这个过程就是存储转发过程,分组交换也使用了存储转发过程。

时延

总时延 = 发送时延/传输时延 传播时延 处理时延 排队时延

计算机网络设备有哪些(计算机网络概述)(5)

1. 传输时延

主机或路由器传输数据帧所需要的时间。

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其中 l 表示数据帧的长度,v 表示传输速率。

2. 传播时延

电磁波在信道中传播所需要花费的时间,电磁波传播的速度接近光速。

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其中 l 表示信道长度,v 表示电磁波在信道上的传播速度。

3. 处理时延

主机或路由器收到分组时进行处理所需要的时间,例如分析首部、从分组中提取数据、进行差错检验或查找适当的路由等。

4. 排队时延

分组在路由器的输入队列和输出队列中排队等待的时间,取决于网络当前的通信量。

注意 : 提高带宽,可以减少传输时延(发送时延),但是不能不限制提高带宽,因为要考虑信道等硬件问题。

计算机网络体系结构

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1. 五层协议2. OSI

其中表示层和会话层用途如下:

五层协议没有表示层和会话层,而是将这些功能留给应用程序开发者处理。

3. TCP/IP

它只有四层,相当于五层协议中数据链路层和物理层合并为网络接口层。

TCP/IP 体系结构不严格遵循 OSI 分层概念,应用层可能会直接使用 IP 层或者网络接口层。

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TCP/IP 协议族是一种沙漏形状,中间小两边大,IP 协议在其中占据举足轻重的地位。

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4. 数据在各层之间的传递过程

在向下的过程中,需要添加下层协议所需要的首部或者尾部,而在向上的过程中不断拆开首部和尾部。

路由器只有下面三层协议,因为路由器位于网络核心中,不需要为进程或者应用程序提供服务,因此也就不需要运输层和应用层。

计算机网络设备有哪些(计算机网络概述)(11)

计算机网络的性能指标1. 速率/比特率

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,也称为data rate或bit rate。

单位是b/s, kb/s, Mb/s, Gb/s。

2. 带宽

数据通信领域中,数字信道所能传送的最高数据率

单位是 b/s, kb/s, Mb/s, Gb/s。

3. 吞吐量

在单位时间内通过某个网络的数据量。

单位b/s, Mb/s, 等。

4. 时延

见上文时延。

5. 时延带宽积

时延带宽积 = 传播时延 * 带宽

反应有多少数据在线路上。

6. 往返时间

RTT(Round-Trip Time) ,从发送方发送数据开始,到发送方收到接收方确认。

打开计算机DOS命令行:

ping IP地址

我们可以就得到RTT,可以粗略的距离该计算机是否联网,局域网的 RRT 一般小于 1 ms。

7. 利用率

信道利用率 = (有数据通过时间)/(总的通过时间) 网络利用率 = 信道利用率的加权平均值

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时延和利用率之间的关系:

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