计算机网络: 概览
计算机网络指标
- 计算机网络为通信技术和计算机技术的结合，互连、自治(无主从关系)
- 数据率/数据传输率/比特率：单位时间传输的比特数 ~波特率
- 时延：路由器缓存未满时、数据排队造成的延迟
- 结点处理：数据检错、确定通信链路，通常少于毫秒
- 排队延迟：通过流量强度描述，
0~1为正常值、越大表示排队延迟越大 - 传输延迟：$\begin{align}f\left(\frac{数据量}{带宽}\right)\end{align}$，是路由器推出分组分批的时间(带宽有限，需要分批次传输分组数据包)
- 传播延迟：$\begin{align}f\left(\frac{通信链路长度}{信号传播速率}\right)\end{align}$，是路由器传播一批数据所需时间，与两个路由器之间的距离、传输线路性能有关
- 时延带宽积：传播时延和带宽的乘积，可视作以比特为单位的链路长度 计算传播延迟除了原有公式，还可用时延带宽积除以带宽得到
- 丢包：路由器缓存满时、后来数据将被丢弃；丢包率：$\begin{align}\frac{丢包数}{分组包数}\end{align}$
网络体系结构
- 从功能上描述计算机网络结构，是一种分层结构 每层均遵循某些协议，完成其功能
- 对所有网络体系结构，每一层的实体使用下层透明的服务、实现本层功能、向上层提供服务
同层相邻实体通过本层协议通信
相邻层实体通过
SAP(Service Access Point，服务访问点)交换原语，使用服务 OSI(开发系统互联)参考模型：用于参考的国际标准模型 该模型学术价值高、但工程价值低，难以实现且难以扩展 每一层都有自己的PDU(协议数据单元)，前接本层的缩写来区分不同层的PDU- 物理层：接收
DL-PDU进行比特编码、通过物理介质传输数据- 接口特性：机械、电气、功能、规程
- 传输模式：单工、半双工、全双工
- 数据链路层(
Data link)：完成结点-结点传输- 负责组帧(
Framing)/拆帧，并在帧头添加发送端/接收端的物理地址，帮助物理层确定目标主机 - 组帧：接收
N-PDU，将数据分为若干帧(每帧由若干比特位组成)，并添加帧头DH、帧尾DT拆帧为组帧的反过程 - 控制功能：流量控制、差错控制(检错并重传)、访问控制(决定哪些设备拥有通信链路的控制权)
- 负责组帧(
- 网络层(
Network)：完成源主机-目的主机的分组传输- 负责分组，并添加发送端/接收端的逻辑地址，来唯一标识目标主机
- 路由(
Routing)：由路由器(Router)及网关等互连网络，由网络层进行路由(选择较优路径进行数据传输)
- 传输层(
Transport)：完成端-端进程的报文传输- 负责接收
S-PDU，进行分段 - 添加
SAP地址，如端口号等信息，来确定目标端的进程
- 负责接收
- 会话层(
Session)：负责对话控制，例如在数据流中插入同步点 - 表示层(
Presentation)：将A-PDU通过编码、加密、压缩，转化为P-PDU，处理来自应用层数据的语法、语义问题 - 应用层：支持用户通过用户代理、网络接口等使用网络服务
- 物理层：接收
- 结合
OSI、TCP/IP参考模型，有五层参考模型(将会话层、表示层合并到应用层中) - 数据传输过程中，需经过交换机(
Switch)、路由器(Router)- 交换机仅含物理层、链路层，通过
MAC地址确定目的地 由于只能分割冲突域，因此常用于局域网的互联，且安全性不足 - 路由器仅含物理层、链路层、网络层，通过
IP地址确定目的地 通常用于连接不同网段，进行跨网络数据传输
- 交换机仅含物理层、链路层，通过