第一章 计算机网络概述
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1.1 计算机网络基本概念
计算机网络就是互连(互联互通)的、自治(无主从关系)的计算机集合。
Internet:全球最大的互联网络,网络之网络
网络协议:为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定
协议的三要素:语法、语义、时序
计算机网络分类(略)
1.2 计算机网络结构
网络边缘、接入网络、网络核心

网络边缘:C/S(客户端/服务器)应用模型、P2P(对等)模型
接入网络:数字用户线路(DSL)独享、电缆网络 共享、光纤到户(FTTH)、无线接入网络
网络核心:路由(确定分组从源到目的传输路径)、转发(将分组从路由器的输入端口交换至正确的输出端口)
1.3 数据交换
电路交换
例如:电话网络
建立连接(呼叫/电路建立)、通信、释放连接(拆除电路)
独占资源
电路交换网络通过多路复用共享中继线
报文交换
源(应用)发送信息整体
分组交换
分组:报文分拆出来的一系列相对较小的数据包
分组交换需要报文的拆分与重组,会产生额外开销
报文交换与分组交换均采用存储-转发交换方式
分组传输延迟(时延)=L(分组长度,b)/R(传输速率,b/s)
各链路带宽相等


分组交换允许更多用户同时使用网络,适用于突发数据传输网络,可能产生拥塞(分组延迟和丢失)
各链路带宽不等



课堂练习



1.4 计算机网络性能指标
注意单位描述及换算
速率
数据率/数据传输速率/比特率
往往是指额定速率或标称速率
b/s kb/s Mb/s Gb/s
k=10^3 M=10^6 G=10^9
带宽
数字信道所能传送的“最高数据率”
b/s kb/s Mb/s Gb/s
延迟/时延

结点处理延迟
排队延迟
取决于路由器拥塞程度

传输延迟

传播延迟

时延带宽积
以比特为单位的链路长度

往返时间RTT
从发送方发送完数据,到发送方开始接到确认分组数据所经历的时间 具体情况具体分析

利用率
信道利用率指出某信道有百分之几的时间是被利用
网络利用率则是全网络的信道利用率的加权平均值

吞吐量/率
表示在发送端与接收端之间传送数据速率(b/s)

即时/平均
瓶颈链路:端到端路径上,限制端到端最大吞吐量的链路。
课堂练习





1.5 计算机网络体系结构
计算机网络体系结构是计算机网络的各层及其协议的集合,分层结构,每层遵循某个/些网络协议完成本层功能

OSI参考模型













概念 | 作用对象 | 目的 | 代表机制 |
流量控制(Flow Control) | 端到端(发送方 vs 接收方) | 防止接收方被压垮 | TCP 接收窗口 rwnd |
拥塞控制(Congestion Control) | 网络整体(路由器、链路) | 防止网络过载、丢包 | TCP:慢开始、拥塞避免等 |
层次 | 差错检验 | 流量控制 | 拥塞控制 |
应用层 | ✔ 部分协议有(如 DNS、HTTP 校验、TLS 校验) | ✔ 部分协议有(如 HTTP/2 的流控) | ❌ 无 |
传输层(TCP) | ✔ 强校验和 | ✔ 接收窗口 rwnd | ✔ 慢开始、拥塞避免、快重传等 |
传输层(UDP) | ✔ 可选校验和(IPv6 中必须) | ❌ 无 | ❌ 无 |
网络层(IPv4/IPv6) | IPv4:✔ 头部校验;IPv6:❌ | ❌ 无 | ✔(ICMP源抑制) |
数据链路层 | ✔ CRC/FCS(以太网) | ✔ 有 | ❌ 无 |
物理层 | ❌ 无 | ❌ 无 | ❌ 无 |
5层参考模型



课堂练习

1.6 计算机网络发展简史(略)
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