计算机网络(1):计算机网络体系结构-考研笔记

1.1 计算机网络的概念

• 广义观点：远程信息处理以进一步达到资源共享的系统
• 资源共享观点：由多个自治计算机组成的，遵循统一协议的，实现了资源共享目标的计算机集合
• 用户透明观点：让用户感觉使用一台超级计算机

计算机网络的组成

• 部分：硬件、软件、协议
• 工作方式：边缘部分、核心部分
• 功能组成：通信子网、资源子网

网络分类

• 按分布范围
  • WAN(Wide Area Network):广域网
  • MAN(Metropolitan Area Network)：城域网
  • LAN(Local Area Network)：局域网
  • PAN(Personal Area Network):个人区域网
• 按传输技术分类
  • 广播式网络
  • 点对点网络
• 按拓扑结构分类
  • 总线型网络
  • 星形网络
  • 环形网络
  • 网状形网络
• 按使用者分类
  • 公用网
  • 专用网
• 按交换技术分类
  • 电路交换网络
  • 报文交换网络
  • 分组交换网络
• 按传输介质分类：有线、无线、蓝牙、微波等等

标准化工作相关

• RFC(Request For Comments)：标准的形式
• ISO(International Organization for Standardization)：国际标准化组织
• ITU(International Telecommunication Union):国际电信联盟
• IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers):国际电气电子工程师协会

常用性能指标

• Bandwidth:带宽
• Delay:时延，具体可分为：发送时延、传播时延、处理时延、排队时延
• 时延带宽积：在路上的比特数量
• RTT(Round-Trip Time):往返时延
• Throughput:吞吐量
• Speed:速率
• 信道利用率

1.2计算机网络体系与参考模型

计算机网络分层结构

• 概念
  • n-SDU(Service Data Unit):n层服务数据单元
  • n-PCI(Protocol Control Information):n层协议控制信息
  • n-PDU(Protocol Data Unit):n层协议数据单元
• 关系
  • n-SDU + n-PCI = n-PDU = (n – 1)-SDU

协议(Network Protocol)

• 只针对水平对等的实体
• 组成：语法(格式要求)、语义（信息内容规定）、同步（操作的条件和时序等）

接口

• 相邻层的逻辑连接接口，通过 SAP(Service Access Point)交互，n 层的 SAP 为第 n+1 层提供访问的地方。不是物理接口

服务

• 下层为上层提供的功能调用
• 服务原语：请求、指示、响应、证实
• 分类
  • 面向连接或者无连接
  • 可靠服务或者不可靠服务
  • 有应答服务或者无应答服务

ISO/OSI 参考模型

1. 物理层（Physical Layer）
   • 定义对象
     • 数据终端设备(DTE, Data Terminal Equipment)和数据通信设备(DCE, Data Communication Equipment)的物理与逻辑连接方法
   • 主要内容
     • 规定接口物理参数
     • 规定信号的意义和电气特征
2. 数据链路层(Data Link Layer)
   • 传输单位：帧
   • 功能：成帧、差错控制、流量控制、传输管理
   • 典型协议：SDLC, HDLC(High-level Data Link Control), PPP(Point-to-Point), STP, 帧中继
3. 网络层(Network Layer)
   • 传输单位：数据报
   • 功能：将数据单元从源端传到目的端、寻找传送路径
   • 典型协议：IP(Internet Protocol), IPX(Internetwork Packet Exchange), ICMP(Internet Control Message Protocol), IGMP(Internet Group Management Protocol), ARP(Address Resolution Protocol) ,RARP, OSPF(Open Shortest Path First)
4. 传输层(Transport Layer)
   • 功能：提供进程的端到端通信支持
   • 协议：TCP(Transmission Control Protocol), UDP(User Datagram Protocol)
5. 会话层(Session Layer)
   • 功能：实现数据同步
6. 表示层(Presentation Layer)
   • 功能：统一编码形式和数据结构
7. 应用层(Application Layer)
   • 功能：实际用户功能
   • 典型协议：FTP(The File Transfer Protocol), SMTP(The Simple Mail Transfer Protocol), HTTP(Hypertext Transfer Protocol)

TCP/IP 模型

1. 网络接口层：类似于物理层和数据链路层
2. 网际层：主机到主机
3. 传输层：进程到进程
4. 应用层：用户到用户

综合模型

1. 物理层
2. 链路层
3. 传输层
4. 网络层
5. 应用层