計算機網路的概述
現今,計算機網路無處不在,本文首先介紹了計算機網路的概念、組成及功能,然後介紹了計算機網路的分類,最後介紹了計算機網路與網際網路的發展歷史,使我們對計算機網路有更加深刻的瞭解。下面是小編跟大家分享的 ，歡迎大家來閱讀學習~
目錄
因特網
計算機網路效能指標
網路中通訊
三種交換方式
網路分層協議模型
因特網
組成:
邊緣部分
由所有連線在因特網上的主機組成
供使用者直接使用，用來進行資料交換傳送資料、音訊或視訊和資源共享
核心部分
功能:
向網路邊緣中的大量主機提供連通性，使邊緣部分中的任何一個主機都能夠向其他主機通訊即傳送或接收各種形式的資料.
關鍵組成部分:
路由器router,路由器是實現分組交換packet switching的關鍵構件,任務是轉發收到的分組,這是網路核心部分最重要的功能
由ISP Internet Service Provider因特網服務提供者提供
三級計算機網路:
主幹網
地區網
校園網/企業網
計算機網路向用戶提供的最重要的功能:
連通性: 使上網使用者之間可以交換資訊
共享: 即資源共享資訊共享 軟體共享 硬體共享
網路體系結構:
結構:
特點:
容錯能力
可擴充套件性
安全
網路中採取的安全措施包括:
防止未經授權地披露或竊取資訊
防止未經授權地修改資訊
防止拒絕服務實現這些目標的方法包括
確保機密性:
使用者認證
資料加密
維護通訊完整性:
數字簽名
確保可用性:
防火牆
冗餘網路基礎架構
防止單點失效的硬體
網路劃分:
按範圍劃分:
廣域網 WAN Wide Area Network
區域網 LAN Local Area Network
都會網路 MAN Metropolitan Area Network
個人區域網 PAN Personal Area Network
按使用者劃分:
公用網 public network
專用網 private network
計算機網路效能指標
速率rate
定義 連線計算機網路的主機在數字通道上傳送資料的速率,單位是位元bit
頻寬bandwidth
作用 網路的同學線路所能傳送資料的能力
定義 本來是指訊號具有的頻頻寬度,單位是赫或千赫,兆赫,吉赫等,現在是指數字通道所能傳送的"最高資料率",單位是"位元每秒"或 b/s bit/s
吞吐量throughput
定義 表示在單位時間內通過某個網路或通道,介面的資料量
注意 吞吐量受網路的頻寬或網路的額定速率的限制
時延delay
分類:
傳輸時延發送時延
傳送資料時,資料塊從結點進入傳輸媒體所需要的時間也就是從傳送資料幀的第一個位元算起,到該幀的最後一個位元傳送完畢所需的時間
傳播時延
電磁波在通道中需要傳播一定的距離而花費的時間
處理時延
交換結點為儲存轉發而進行一些必要的處理所花費的時間
排隊時延
定義:
結點快取佇列中分組排隊所經歷的時延
決定因素:
排隊時延的長短往往取決於網路中當時的通訊量
分類:
輸入佇列中排隊等待處理
輸出佇列中排隊等待處理
總時延:
總時延= 傳送時延+傳播時延+處理時延+處理時延
注意:
對於高速網路鏈路,我們提高的僅僅是資料的傳送速率而不是位元在鏈路上的傳播速率.提高鏈路頻寬減小了資料的傳送時延
圖解:
時延頻寬積
時延頻寬積 = 頻寬 × 傳播時延
往返時間RTTround-Trip Time
從傳送資料開始到接收到對方的確認的時間值
利用率
通道利用率 某通道有百分之幾的時間是被利用的有資料通過,完全空閒的通道的利用率是零,通道利用率並非越高越好
網路利用率 則是全網路的通道利用率的加權平均值
網路中通訊
網路中兩種通訊方式:
客戶/伺服器方式_C/S Client/Server方式
定義:
描述的是程序之間服務和被服務的關係
客戶端:
通訊時主動向遠地伺服器發起通訊主動
不需要特殊的硬體和很複雜的作業系統簡單
客戶端程式的地址為可變的IP不固定
伺服器端:
被動地等待通訊請求可同時處理多個遠地或本地客戶的請求被動
需要強大的硬體和高階的作業系統支援.複雜
伺服器端程式的地址為固定的IP固定
對等方式P2PPeer-to-Peer方式
連線方式:
兩個主機都執行對等連線軟體P2P 軟體,它們就可以進行平等的,對等連線通訊
特點:
通訊時並不區分哪一個是服務請求方還是服務提供方,雙方都可以下載對方已經儲存在硬碟中的共享文件
瀏覽器/伺服器_B/SBrowser/Server方式
說明:
它是隨著Internet技術的興起，對C/S模式應用的擴充套件.在這種結構下，使用者工作介面是通過IE瀏覽器來實現的
客戶端也具備C/S客戶端的三個特點: 瀏覽器一般無須任何使用者程式
伺服器端也具備C/S客戶端的三個特點: Web伺服器
優點:
具有分佈性特點，可以隨時隨地進行查詢、瀏覽等業務處理。
業務擴充套件簡單方便，通過增加網頁即可增加伺服器功能。
維護簡單方便，只需要改變網頁，即可實現所有使用者的同步更新。
開發簡單，共享性強
缺點:
個性化特點明顯降低，無法實現具有個性化的功能要求。
操作是以滑鼠為最基本的操作方式，無法滿足快速操作的要求。
頁面動態重新整理，響應速度明顯降低。
無法實現分頁顯示，給資料庫訪問造成較大的壓力。
功能弱化，難以實現傳統模式下的特殊功能要求。
影響網路通訊的成功與否的內部因素包括:
訊息的大小
訊息的複雜程度
訊息的重要程度
通訊要素:
三個共同的要素:
訊息來源
通道
訊息的目的地址
傳達訊息方法:
分段 – 將通訊劃分為多個片段.
多路複用 – 交替傳送經過介質的片段
網路組成及連線:
三種交換方式
電路交換
特點:
面向連線的
傳送計算機資料效率低由於計算機資料具有突發性,這導致通訊線路的利用率很低
電路交換的三個階段:
建立連線
通訊
釋放連線
電路交換的"交換"含義:
轉接把一條電話線轉接到另一條電話線,使它們連通起來
報文交換
報文特點:
傳送端 把資料段前面新增上首部構成報文.傳送出去
接收端 收到報文後剝去首部取得報文
報文首部:
報文的首部都含有地址等控制資訊
分報文換網中的結點交換機根據收到的報文首部中地址資訊,把報文轉發到下一個結點交換機.直到達最終目的地
路由器處理報文的過程:
把收到的報文先放入快取暫時儲存
查詢轉發表,找出到某個目的地址應從哪個埠轉發
把報文送到適當的埠轉發出去 分組交換
分組特點:
傳送端 把較長的報文劃分成較短的,固定長度的資料段.每一個數據段前面新增上首部構成分組.以"分組"作為資料傳輸單元.依次把各分組傳送到接收端
接收端 收到分組後剝去首部,最後還原成原來的報文
分組首部:
每一個分組的首部都含有地址等控制資訊
分組交換網中的結點交換機根據收到的分組的首部中的地址資訊,把分組轉發到下一個結點交換機.直到達最終目的地
路由器處理分組的過程:
把收到的分組先放入快取暫時儲存
查詢轉發表,找出到某個目的地址應從哪個埠轉發
把分組送到適當的埠轉發出去
因特網核心部分採用分組交換的優點:
高效 動態分配傳輸頻寬,對通訊鏈路是逐段佔用
靈活 以分組為傳送單位和查詢路由
迅速 不必先建立連線就能向其他主機發送分組
可靠 保證可靠性的網路協議
分組交換帶來的問題:
分組在各結點儲存轉發時需要排隊,這就會造成一定的時延
分組必須攜帶的首部裡面有必不可少的控制資訊也造成了一定的開銷 三種轉發的比較
網路分層協議模型
根據 TCP/IP協議簇的協議來命名 PDU:
應用層 資料 一般術語 泛指應用層使用的 PDU
傳輸層 資料段 傳輸層 PDU
網路層 資料包 網路層 PDU
鏈路層 幀 網路接入層 PDU
物理層 位元位 通過介質實際傳輸資料時使用的 PDU
OSI 七成協議模型
應用層 例如HTTP、SMTP、SNMP、FTP、Telnet、SIP、SSH、NFS、RTSP、XMPP、Whois、ENRP
表示層 例如XDR、ASN.1、SMB、AFP、NCP
會話層 例如ASAP、TLS、SSH、ISO 8327 / CCITT X.225、RPC、NetBIOS、ASP、Winsock、BSD sockets
傳輸層 例如TCP、UDP、RTP、SCTP、SPX、ATP、IL
網路層 例如IP、ICMP、IGMP、IPX、BGP、OSPF、RIP、IGRP、EIGRP、ARP、RARP、X.25
資料鏈路層 例如乙太網、令牌環、HDLC、幀中繼、ISDN、ATM、IEEE 802.11、FDDI、PPP
物理層 例如線路、無線電、光纖
分層的好處:
各層之間是獨立的
靈活性好
結構上可分割開
易於實現和維護
能促進標準化工作
相關概念:
實體entity 任何可傳送或接收資訊的硬體或軟體程序
協議 控制兩個對等實體進行通訊的規則的集合 協議是"水平的",是控制對等實體之間通訊的規則.下面的協議對上面的服務使用者是透明的
服務服務是"垂直的",是由下層向上層或上層向下層通過層間介面提供的
協議模型:
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包裝資料包的過程
TCP 傳給 IP 的資料單元稱作 TCP 報文段或簡稱為 TCP段TCP segment ，傳給網路介面層的資料單元稱作 IP 資料報IP datagram.通過乙太網傳輸的位元流稱作幀Frame
分用即解包的過程
不同層直接協議關係
不同的BSD版及其重要的TCP-IP特性