計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)筆記概述

1、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)筆記（一）-既述計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)筆記（一）類概述1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在信息時(shí)代的作用三大類網(wǎng)絡(luò)：電信網(wǎng)絡(luò)、有線電視網(wǎng)絡(luò)、和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)按照服務(wù)分工，電信網(wǎng)絡(luò)想用戶提供電話、電報(bào)及傳真等服務(wù)；有線電視網(wǎng)絡(luò)向用戶傳送各種電視節(jié)目；計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)則使用戶能夠在計(jì)算機(jī)之間傳送數(shù)據(jù)文件。其中計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展最快并起到核心作用，隨著技術(shù)發(fā)展，服務(wù)范圍有擴(kuò)大交叉，有“三網(wǎng)融合”的趨勢?；ヂ?lián)網(wǎng)具有兩個(gè)重要的基本特點(diǎn)：連通性和共享2，互聯(lián)網(wǎng)概述1，網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（簡稱網(wǎng)絡(luò)）由若干結(jié)點(diǎn)（node）和連接這些結(jié)點(diǎn)的鏈路（link）組成。網(wǎng)絡(luò)中的結(jié)點(diǎn)可以是計(jì)算機(jī)、集線器、交換機(jī)或路由器等。網(wǎng)絡(luò)把許多計(jì)算機(jī)連接在一起，而互連網(wǎng)則把

2、許多網(wǎng)絡(luò)通過路由器連接在一起，與網(wǎng)絡(luò)相連的計(jì)算機(jī)稱為主機(jī)。需要注意的是，網(wǎng)絡(luò)互連并不是把計(jì)算機(jī)簡單的在物理上連接起來，因?yàn)檫@樣并不能達(dá)到計(jì)算機(jī)之間能夠互相交換信息的目的。我們還必須在計(jì)算機(jī)上安裝許多使計(jì)算機(jī)能夠交換信息的軟件才行。談到網(wǎng)絡(luò)互連，隱含的表示這些計(jì)算機(jī)已經(jīng)安裝了適當(dāng)?shù)能浖梢酝ㄟ^網(wǎng)絡(luò)交換信息。2，互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展三個(gè)階段以小學(xué)字母i開始的internet（互連網(wǎng)）是一個(gè)通用名詞，它泛指有多個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)互連而成的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。這些網(wǎng)絡(luò)之間的通信協(xié)議可以任意選擇，不一定是TCP/IP協(xié)議。以大寫字母I開始的Internet（互聯(lián)網(wǎng)，或因特網(wǎng)）是一個(gè)專用名詞，它指當(dāng)前全球最大的、開放的、有眾多

3、網(wǎng)絡(luò)相互連接而成的特定互連網(wǎng)，它采用TCP/IP協(xié)議族作為通信的規(guī)則，且其前身是美國的ARPANET。第一階段是從單個(gè)網(wǎng)絡(luò)ARPANET向互連網(wǎng)發(fā)展的過程。1983年TCP/IP協(xié)議成為ARPANET上的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，稱為互聯(lián)網(wǎng)的誕生時(shí)間。第二階段的特點(diǎn)是建成了三級(jí)結(jié)構(gòu)的互聯(lián)網(wǎng)，分為主干網(wǎng)、地區(qū)網(wǎng)和校園網(wǎng)（或企業(yè)網(wǎng)）。網(wǎng)絡(luò)上的通信量急劇增大。第三階段的特點(diǎn)是逐漸形成了多層次的ISP結(jié)構(gòu)的互聯(lián)網(wǎng)?；ヂ?lián)網(wǎng)服務(wù)提供者ISP（InternetServiceProvider）是進(jìn)行商業(yè)活動(dòng)的公司，例如我國的中國電信。3，標(biāo)準(zhǔn)化工作互聯(lián)網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)化工作對(duì)其發(fā)展起到重要作用。國際性組織互聯(lián)網(wǎng)協(xié)會(huì)（Internet

4、Society，簡稱ISOC）對(duì)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行全面管理以及在世界范圍內(nèi)促進(jìn)其發(fā)展使用。所有的互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)都是以RFC（RequestForComments）的形式在互聯(lián)網(wǎng)上發(fā)表。3，互聯(lián)網(wǎng)的組成互聯(lián)網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)雖然十分復(fù)雜，并在地理上覆蓋了全球，但從其工作方式上看可以劃分為以下兩大塊：（1），邊緣部分由所有連接在互聯(lián)網(wǎng)上的主機(jī)組成。這部分是用戶直接使用的，用來進(jìn)行通信和資源共享。（2），核心部分有大量網(wǎng)絡(luò)和連接這些網(wǎng)絡(luò)的路由器組成，這部分是為邊緣部分提供服務(wù)的（提供連通性和交換）在網(wǎng)絡(luò)邊緣的端系統(tǒng)之間的通信方式通常劃分為兩大類：客戶-服務(wù)器方式（C/S方式）和對(duì)等方式（P2P方式）。在網(wǎng)絡(luò)核心部分起

5、特殊作用的是路由器(router),它是一種專用計(jì)算機(jī)(但不叫做主機(jī))。路由器是實(shí)現(xiàn)分組交換(packetswitching)的關(guān)鍵構(gòu)件，其任務(wù)是轉(zhuǎn)發(fā)收到的分組。電路交換(circuitswitching)的特點(diǎn)：從通信資源的分配角度來看，交換就是按照某種方式動(dòng)態(tài)地分配傳輸線路的資源。經(jīng)過“建立連接”(占用通信資源)一一“通話”(一直占用通信資源)一一“釋放連接”(歸還通信資源)三個(gè)步驟的交換方式稱為電路交換。其一個(gè)重要的特點(diǎn)是在通話的全部時(shí)間內(nèi)，通話的兩個(gè)用戶始終占用端到端的通信資源。當(dāng)使用電路交換傳送計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)其線路的傳輸效率往往很低，因?yàn)閿?shù)據(jù)是突發(fā)式地出現(xiàn)在傳輸線路上，線路真正用來傳送數(shù)

6、據(jù)的時(shí)間往往不到10%，所以采用了分組交換。分組交換的特點(diǎn)：分組交換采用存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)。先把較長的報(bào)文劃分稱為一個(gè)個(gè)更小的等長數(shù)據(jù)段，數(shù)據(jù)段前面加上一些必要的控制信息組成的首部(header)后構(gòu)成了一個(gè)分組(packet)。分組又稱為“包”，首部稱為包頭，分組是互聯(lián)網(wǎng)中傳送的數(shù)據(jù)單元。1-2分組交換的優(yōu)點(diǎn)憂點(diǎn)所采用的手段高效在分組傳輸?shù)倪^程中動(dòng)態(tài)分配莪輸苻寬，対通喑鏈路是逐段占用靈活為每一個(gè)分組獨(dú)立地選擇聶合適的轉(zhuǎn)技路S迅速以分組作為傳迭單位，可以不先麗立逹按就能向莫他主機(jī)發(fā)送分組分組交換也帶來新的問題，例如路由器存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)需要排隊(duì)造成一定的時(shí)延；無法確保通信時(shí)端到端所需的帶寬；分組攜帶的控制

7、信息造成定的開銷(overhead);整個(gè)分組交換網(wǎng)需要專門的管理和控制機(jī)制。4，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在我國的發(fā)展1980年鐵道部著手計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)1989年11月我國第一個(gè)公用分組交換網(wǎng)CNPAC建成實(shí)驗(yàn)1994年4月20日我國用64Kbit/S專線正式連入互聯(lián)網(wǎng)2004年2月我國第一個(gè)下一代互聯(lián)網(wǎng)CNGI的主干網(wǎng)CERNET2試驗(yàn)網(wǎng)正式開通，速率2.510Gbit/S5，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的類別按照作用范圍：廣域網(wǎng)、城域網(wǎng)、局域網(wǎng)、個(gè)人區(qū)域網(wǎng)；按照使用者分類：公用網(wǎng)、專用網(wǎng)6，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的性能6.1性能指標(biāo)速率：網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中的速率指的是數(shù)據(jù)的傳送速率，也稱數(shù)據(jù)率(datarate)或比特率(bitrate),

8、單位是bit/s(比特每秒)；數(shù)據(jù)率較高時(shí)常常加上一個(gè)字母如k,M,G,P等。提到網(wǎng)絡(luò)速率，指的是額定速率或標(biāo)稱速率，而非網(wǎng)絡(luò)實(shí)際運(yùn)行的速率。帶寬(bandwidth):有兩種不同的含義，(1)帶寬本來是指某個(gè)信號(hào)具有的頻帶寬度。信號(hào)的帶寬是指該信號(hào)所包含的各種不同的頻率成分所占據(jù)的頻率范圍。例如在傳統(tǒng)的通信線路上傳送的電話信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)帶寬是3.1kHZ(從300HZ到3.4kHZ,即語音的主要成分的頻率范圍)。這種意義上的帶寬的單位是赫茲(或千赫，兆赫)。(2)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，帶寬用來表示網(wǎng)絡(luò)中某通道傳送數(shù)據(jù)的能力，因此網(wǎng)絡(luò)帶寬表示在單位時(shí)間內(nèi)網(wǎng)絡(luò)中某信道所能通過的最高數(shù)據(jù)率。這種帶寬的單位就是

9、數(shù)據(jù)率的單位bit/s(比特每秒)。上述兩種表述，前者是頻率稱謂,后者是時(shí)域稱謂,其本質(zhì)是相同的,也就是說,一條通信鏈路的帶寬越寬,其所能傳輸?shù)淖罡邤?shù)據(jù)率也越高。吞吐量(throughput):表示在單位時(shí)間通過某個(gè)網(wǎng)絡(luò)/信道/接口的實(shí)際的數(shù)據(jù)量。吞吐量更經(jīng)常的用于對(duì)現(xiàn)實(shí)世界中的網(wǎng)絡(luò)的一種測量，以便知道實(shí)際到底有多少數(shù)據(jù)量能夠通過網(wǎng)絡(luò)。時(shí)延(delay或latency):指數(shù)據(jù)從網(wǎng)絡(luò)的一端傳送到另一端所需的時(shí)間。網(wǎng)絡(luò)中的時(shí)延由不同的部分組成，有發(fā)送時(shí)延、傳播時(shí)延、處理時(shí)延、排隊(duì)時(shí)延。任汪亙產(chǎn)生罠迭時(shí)延即焙鹹時(shí)延)在這里產(chǎn)生it理時(shí)延和持臥時(shí)延發(fā)送器在這里產(chǎn)生極刪延雄蹲結(jié)點(diǎn)A蠟點(diǎn)E時(shí)延帶寬積:時(shí)

10、延帶寬積=傳播時(shí)延*帶寬往返時(shí)間RTT(Round-TripTime)、利用率，又分信道利用率和網(wǎng)絡(luò)利用率。信道利用率指出某信道有百分之幾的時(shí)間是被利用的(有數(shù)據(jù)通過)，網(wǎng)絡(luò)利用率則是全網(wǎng)絡(luò)的信道利用率的加權(quán)平均值。6.2非性能指標(biāo)費(fèi)用、質(zhì)量、標(biāo)準(zhǔn)化、可靠性、可拓展性和可升級(jí)性、易于管理和維護(hù)等。7計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中要做到有條不紊地交換數(shù)據(jù)，就必須遵守一些事先約定好的規(guī)則。這些規(guī)則明確規(guī)定了所交換信息的數(shù)據(jù)的格式以及有關(guān)的同步問題。這些為進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)交換而建立的規(guī)則、標(biāo)準(zhǔn)或約定稱為網(wǎng)絡(luò)協(xié)議(networkprotocol),簡稱協(xié)議。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議主要由三個(gè)要素組成:語法、語義和同

11、步。語法及數(shù)據(jù)與控制信息的結(jié)構(gòu)或格式；語義及需要發(fā)出何種控制信息、完成何種動(dòng)作以及做出何種響應(yīng)；同步即事件實(shí)現(xiàn)順序的詳細(xì)說明。分層的優(yōu)點(diǎn):(1)各層之間是狙立的:其一層井不需要扣造它的下層是如何實(shí)現(xiàn)的，而低仗需要知因而可將一牛難以處理的燈雜問題分解為若干個(gè)校容易處理的更小一些的問題這扌孔整個(gè)問題的復(fù)雜程度就下降了(2)靈活性好，當(dāng)任何一層發(fā)生雙北時(shí)(例如由于技術(shù):的變化人只要層間接門關(guān)系保持不變，則在這層以上或以下各層均不受影響。此外.對(duì)某一層提供的服島還可進(jìn)行修改馬果層提供的腿務(wù)不苒需熨吋、甚至可以將這層取消.0)結(jié)構(gòu)上可分割開:各層都可以采用最含適的技術(shù)來實(shí)現(xiàn)“易于實(shí)現(xiàn)初維護(hù)=這種結(jié)構(gòu)使得

12、實(shí)現(xiàn)和調(diào)試一亍龐大而又復(fù)雜杓系統(tǒng)變得易于處理囲為整個(gè)的系統(tǒng)已被分解為若干個(gè)相對(duì)鴉立的子桌統(tǒng)a能促進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化工作因?qū)澥囊粚拥墓δ芗捌渌峁┑姆?wù)都已冇了精確的說明，分層吋應(yīng)注意使每一層的功能非常明確=若層數(shù)太少，牡圭使每層的協(xié)謎丸復(fù)雜*怛?qū)訑?shù)太老又會(huì)在描述利粽合各層功能的累址工稈任備時(shí)遇到較峯的用難。通常各層所亜完廉的功能主要有以下一些(可以只包揺一種，也可以包枯多種):差錯(cuò)控制流墾控制分戰(zhàn)利重裝境用和分用使拒應(yīng)層次對(duì)等方的通倍更加可靠。髓送端的投送速率必頸使接收端來得及接收不要太快。發(fā)送端將要笈送的數(shù)堀塊劃分為更小的單位.在接收端將其邇原發(fā)送端幾個(gè)高層會(huì)話復(fù)用一條低層的連接住接收端再進(jìn)行分用:連

13、接建立和釋放交換數(shù)據(jù)前先建立一條邏輯連按數(shù)據(jù)傳送結(jié)束后釋放連接。分層堂然也有-些缺點(diǎn).捌如.有些功能會(huì)在不同的層戻中室復(fù)出現(xiàn).肉而產(chǎn)生了額計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的各層及其協(xié)議的集合就是網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)(architecture)。換種說法，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)就是這個(gè)網(wǎng)絡(luò)及其構(gòu)建所應(yīng)完成的功能的精確定義。這些功能究竟是用何種硬件或軟件完成的，則是一個(gè)遵循這種體系結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)問題。體系結(jié)構(gòu)是抽象的，而實(shí)現(xiàn)則是具體的，是真正運(yùn)行的計(jì)算機(jī)硬件和軟件。五層協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)：OSI的七層體系結(jié)構(gòu)概念清楚、理論完整，但是復(fù)雜不實(shí)用；TCP/IP體系則不同，它是一個(gè)四層結(jié)構(gòu)(應(yīng)用層、運(yùn)輸層、網(wǎng)際層和網(wǎng)絡(luò)接口層)。學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的原理采用這種的辦法，結(jié)合上述兩種，采用了五層協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)。OS比味策結(jié)芯應(yīng)該指出，技術(shù)的發(fā)展并不是遵循嚴(yán)格的OSI分層概念。實(shí)際上現(xiàn)在的互聯(lián)網(wǎng)使用的TCP/IP體系結(jié)構(gòu)已經(jīng)演變成為圖1-23那樣:65會(huì)話層14跚層132溺貓層應(yīng)用層/z應(yīng)隹層即富如TELNET,FIT,SkTP黑)L5應(yīng)用層運(yùn)輸層：TTP或UDP/4運(yùn)fti網(wǎng)際層