计算机网络
2016-09-28 10:10:52 0 举报
AI智能生成
计算机网络
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大纲/内容
概述
三网:电信网络、有线电视网络、计算机网络(发展最快、核心)
计算机网络功能:连通性、资源共享(信息、软件、硬件)
ISP:Internet Service Provider因特网服务提供者
因特网组成:
边缘部分(主机):通信方式
客户服务器方式(C/S):涉及的进程通信,区分请求方和服务提供商
对等方式(P2P):不区分请求方和应答方
核心部分(路由器)
地位:实现分组交换的核心构件
功能:转发收到的分组
处理分组过程:
收到分组放入缓存
查找转发表,找出转发分组端口
把分组送到适当的端口转发分组
三种交换
电路交换
概念:整个报文的比特流连续地从源点直达重点,好像在一个管道中
特点
面向连接的
传送数据速率低
原因:计算机数据的突发性
结果:导致通信线路利用率低
通话时间内,双方始终占用通信资源
三个阶段
建立连接
通信
释放连接
分组交换
概念:单个分组传送到相邻节点,存储下来,查找转发表,转发到下一个节点
原理:存储转发
分组交换具体过程
较长的报文划分成较短的、固定长度的数据段
每一个数据段前面添加首部组成分组,发送分组
首部的作用
每一个分组含有地址等控制信息
分组交换网中的节点交换机根据分组中的地址信息,存储转发到下一个节点,最终到达目的地
收到分组后,剥去首部,恢复报文(假设分组没有出现差错)
数据传输单位是“分组”,依次把各分组发送
优点
高效:动态分配带宽
灵活:以分组为传送单位和查找路由
迅速:不必事先建立连接
可靠:路由协议可靠
缺点
时延:存储转发需要排队
开销增大:分组携带的首部增大开销
报文交换
概念:整个报文送到转发点,全部存储下来,查找转发表转发到下一个节点
原理:存储转发
子主题
计算机网路性能指标
速率
带宽
吞吐量:受带宽或者网络额定速率限制
时延:总时延,四个相加
传输时延(发送时延)
概念:发送数据时,数据块从节点到进入传输媒体所需时间
计算公式:数据块长度(比特)/信道带宽(比特/秒)
提高链路带宽减小了数据的发送时延
传播时延:
概念:电磁波在信道中传播一定距离所需要的时间
计算公式:信道长度(米)/信号在信道上的传播速率(米/每秒)
处理时延:交换节点为存储转发而进行处理的时间
排队时延:节点缓存队列中分组排队所需时间
时延带宽积=传播时延*带宽
信道利用率:信道有数据通过时,百分之几被利用
时延与网络利用率的关系
某信道的利用率增大,则引起的时延迅速增加
D0表示网络空闲时延,D表示网络当前时延,D=D0/1-U,U是网络利用率
计算机网络体系结构
分层
分层的好处
复杂问题化为局部问题,各层之间独立
灵活性好
结构上可分割
易于实现和维护
能促进表转化工作
OSI/RM,TCP/IP(四层)
层数
层数太少,每一层的协议太复杂
层数太多,描述各层功能遇到麻烦
五层体系结构:物理层、数据链路层、网络层、运输层、应用层
IP在各层上
物理层
基本概念
1、机械特性:接口形状,尺寸等。2、电气特性:接口电缆电压。3、功能特性:电平电压的意义过程特性:4、过程特性:不同功能可能事件的出现顺序
通信方式分类
按照消息传递方向与时间关系
单工通信
半双工通信
全双工通信
按系统结构分类
点到点通信
点到多点通信
多点之间通信
按同步方式
同步通信
同步传输的比特分组要大得多。它不是独立地发送每个字符,,而是把它们组合起来一起发送。我们将这些组合称为数据帧,或简称为帧。
同步传输方式中发送方和接收方的时钟是统一的、字符与字符间的传输是同步无间隔的
同步传输通常要比异步传输快速得多。接收方不必对每个字符进行开始和停止的操作
异步通信
异步传输将比特分成小组进行传送,小组可以是8位的1个字符或更长
异步传输存在一个潜在的问题,即接收方并不知道数据会在什么时候到达
区别
1,异步传输是面向字符的传输,而同步传输是面向比特的传输。
2,异步传输的单位是字符而同步传输的单位是桢。
3,异步传输通过字符起止的开始和停止码抓住再同步的机会,而同步传输则是以数据中抽取同步信息。
4,异步传输对时序的要求较低,同步传输往往通过特定的时钟线路协调时序。
5,异步传输相对于同步传输效率较低。
信号分类
按照是否调制
基带信号:原始信号(调制信号),包含较多低频信号、直流成分
带通信号:经过调制的基带信号,频谱进行搬移
AM:载波振幅随基带数字信号而变化
FM:载波频率随基带数字信号而变化
PM:载波初始相位随基带数字信号而变化
按照信号特征
模拟信号,或连续信号:代表消息的参数取值时连续的
数字信号,或离散信号:代表消息的参数的取值时离散的
奈奎斯特准则,信噪比,香农信息论
传输媒介:双绞线(STP、UTP),同轴电缆,光缆(单模光纤比多模光纤好,成本高)
无线微波
信道复用
FDM,频分复用:同样时间占用不同的频率范围
TDM,时分复用:时间划分为一段等长的时分复用帧,每一个时分复用用户在一个帧中占用固定的时隙
子主题
子主题
子主题
子主题
数据链路层
两种信道
点对点通信
协议数据单元:帧
链路:一条无源的点到点的物理线路,中间没有任何其他交换节点
数据链路:除了物理线路外,通信协议控制数据传输,把实现这些协议的硬件和软件加到链路上构成了数据链路。网卡
点对点协议:PPP point to point
子主题
一个将IP数据报封装到串行链路的方法
链路控制协议LCP
网络控制协议NCP
帧格式
透明传输
需求
简单
封装成帧
透明性
多种网络层协议
多种类型链路
差错检测
检测连接状态
网络层地址协商
数据压缩协商
不需要
纠错
流量控制
序号
多点线路
半双工或单链路
广播信道(一对多)
功能
封装成帧
透明传输
差错控制
CRC,循环冗余检验
以太网交换机
网络层
子主题
运输层
子主题
子主题
应用层
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