計算機網路筆記整理

1.計算機網路性能指標
- - 1.1速率：
  - 1.2帶寬
  - 1.3吞吐量
  - 1.4時延
  - 1.4.1發送時延
  - 1.4.2傳播時延
  - 1.4.3排隊時延
  - 1.4.4處理時延
  - 1.5時延帶寬積
  - 1.6往返時間RTT
  - 1.7利用率
  - 1.7.1信道利用率
  - 1.7.2網路利用率
  - 1.7.3時延和利用率的關系圖
2.計算機網路體系結構
- - 2.1為什么要分層？
  - 2.2.分層的基本原則
  - 2.3分層結構
  - 2.4體系結構→計算機網路的各層及其協議的集合
  - 2.4.1各層功能簡介
  - 2.5 TCP/IP參考模型
  - 2.5.1參考模型的傳輸程序簡介
  - 2.6協議與服務的區別

1.計算機網路性能指標

1.1速率：

速率即資料率或稱資料傳輸率或位元率，即連接在計算機網路上的主機在數字信道上傳送資料位數速率
單位：b/s kb/s Mb/s Gb/s Tb/s
存盤容量 1kb=2的十次方B

1.2帶寬

原本指某個信號具有的頻帶寬度，即最高頻率與最低頻率之差，單位是赫茲（Hz）
計算機網路中的帶寬
帶寬用來表示網路的通信線路傳送資料的能力，通常是指單位時間內從網路中的某一點到另一點所能通過的“最高資料率”，單位是位元每秒，網路設備所支持的最高速度（理想狀況）
單位b/s（bps），1Kb/s=210 bps ；1Mb/s=220 bps ；1Gb/s=230 bps；1Tb/s=240 bps

1.3吞吐量

表示在單位時間內通過某個網路（或信道，介面）實際的資料量，單位b/s, kb/s, Mb/s
吞吐量受網路的帶寬或網路的額定速率的限制

1.4時延

指資料（報文/分組/位元流）從網路（或鏈路）的一端傳送到另一端所需的時間，也叫延遲或遲延，單位是s

1.4.1發送時延

發送時延（發生在機器內部）
從發送分組的第一個位元算起，到該分組的最后一個位元發送完畢所需的時間
發送時延=資料長度/信道帶寬（發送速率）
在這里插入圖片描述

1.4.2傳播時延

傳播時延（發生在機器外部信道上）
取決于電磁波傳播速度和鏈路長度
傳播時延=信道長度/電磁波在信道上的傳播速率（工人背著位元流跑起來）
在這里插入圖片描述

1.4.3排隊時延

主機線路由分析首部、提取資料部分、差錯檢測、路由選擇等需花費的時間
自我理解：等待輸出/輸入鏈路可用的時間

1.4.4處理時延

在路由的輸入佇列中等待時間長度，檢錯找出口
總時延＝發送時延+傳播時延+處理時延+排隊時延
在這里插入圖片描述
注意事項2→容易產生的錯誤概念：
①.對于高速網路鏈路，我們提高的僅僅是資料的發送速率而不是位元在鏈路上的傳播速率，
②.提高鏈路帶寬減小了資料的發送時延，

1.5時延帶寬積

表示發送的第一個位元到達終點時已發送位元數

時延帶寬積＝傳播時延×帶寬

又稱為以位元為單位的鏈路長度即“某段鏈路現在有多少位元” 描述資料容量性能指標

1.6往返時間RTT

從發送方發送資料開始，到發送方收到接收方的確認（接收方收到資料后立刻發送確認），總共經歷的時延

RTT越大，在收到確認之前，可以發送的資料越多
RTT包括：
往返傳播時延=傳播時延*2（重要）
末端處理時間

1.7利用率

1.7.1信道利用率

信道利用率指出某信道有百分之幾的時間是被利用的（有資料通過），完全空閑的信道的利用率是零，

1.7.2網路利用率

網路利用率則是全網路的信道利用率的加權平均值

注意→①.信道利用率并非越高越好，

②.時延D與網路利用率U之間存在以下關系：

若令 D0 表示網路空閑時的時延，D 表示網路當前的時延，則在適當的假定條件下，可以用下面的簡單公式表示 D 和 D0之間的關系：
在這里插入圖片描述

1.7.3時延和利用率的關系圖

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2.計算機網路體系結構

2.1為什么要分層？

相互通信的兩個計算機系統必須高度協調作業才行，而這種“協調”是相當復雜的，“分層”可將龐大而復雜的問題，轉化為若干較小的區域問題，而這些較小的區域問題就比較易于研究和處理，

2.2.分層的基本原則

各層之間相互獨立，每層只實作一種相對獨立的功能
每層之間界面自然清晰，易于理解，相互交流盡可能少
結構上可以分割開，每層都采用最合適的技術來實作
保持下層對上層的獨立性，上層單向使用下層提供的服務
整個分層結構應該能促進標準化作業

2.3分層結構

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2.4體系結構→計算機網路的各層及其協議的集合

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2.4.1各層功能簡介

①.應用層：直接為用戶應用行程服務

②.運輸層：為兩個主機中行程之間通信提供服務

③.網路層：將運輸層報文封裝后進行傳送，并選擇路由

④.資料鏈路層：在相鄰兩個主機間點對點傳送

⑤.物理層：透明傳輸位元流

2.5 TCP/IP參考模型

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2.5.1參考模型的傳輸程序簡介

在這里插入圖片描述
5層參考模型決議

5層參考模型的資料封裝與解封裝

2.6協議與服務的區別

物體→任何可發送或接收資訊的硬體或軟體行程；

協議→控制兩個對等物體進行通信的規則的集合；

①.協議的實作保證了向上層提供服務，下面的物體是透明的，上層只能看到下層的服務，看不到協議

②.協議是水平的，而服務是垂直的；

服務資料單位→層與層之間交換的資料的單位；

訪問服務點→相鄰層交換資訊的地方稱；

部分圖片參考
2019王道考研計算機網路

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1.計算機網路性能指標

1.1速率：

1.2帶寬

1.3吞吐量

1.4時延

1.4.1發送時延

1.4.2傳播時延

1.4.3排隊時延

1.4.4處理時延

1.5時延帶寬積

1.6往返時間RTT

1.7利用率

1.7.1信道利用率

1.7.2網路利用率

1.7.3時延和利用率的關系圖

2.計算機網路體系結構

2.1為什么要分層？

2.2.分層的基本原則

2.3分層結構

2.4體系結構→計算機網路的各層及其協議的集合

2.4.1各層功能簡介

2.5 TCP/IP參考模型

2.5.1參考模型的傳輸程序簡介

2.6協議與服務的區別