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计算机网络 网络结构

基本组成

  • 计算机网络
    • 结点: 计算机、 集线器、 交换机或路由器等
- 链路: 连接结点
  • 互联网的组成

    • 边缘部分: 由所有连接在互联网上的主机( 端系统 )组成, 用户直接使用。以下是端系统间的通信方式

      1. 客户-服务器方式

      2. 对等连接方式( P2P )

    • 核心部分: 由大量网络和连接网络的路由器组成, 为边缘部分提供连通性和交换

      • 路由器: 实现分组交换的关键构件

三种交换方式

  • 电路交换: 建立连接( 占用通信资源 ) -> 通话( 一直占用通信资源 ) -> 释放连接( 归还通信资源 )

    • 特点:在通话的全部时间内,通话的两个用户始终占用端到端的通信资源
  • 分组交换: 采用存储转发技术。 路由器收到一个分组, 先暂时存储, 检查其首部, 查找转发表, 按照首部中的目的地址, 找到合适的接口转发出去, 把分组交给下一个路由器。

    • 构成: 报文 = n 个分组, 分组 = 首部 + 数据段

    • 特点

      1. 高效: 在分组传输的过程中动态分配传输宽带, 对通信链路是逐段占用

      2. 灵活: 为每一个分组独立地选择最合适的转发路由

      3. 迅速: 以分组作为传送单位, 可以先不建立连接就能向其他主机发送分组

      4. 可靠: 保证可靠性的网络协议: 分布式多路由的分组交换网, 使网络有很好的生存性

  • 报文交换: 20 世纪 40 年代用于电报通信, 基于存储转发原理

三种交换方式的对比
  • 电路交换: 整个报文的比特流连续地从源点直达重点, 好像在一个管道中传送

  • 报文交换: 整个报文先传送到相邻结点, 全部存储下来后查找转发表, 转发到下一个结点

  • 分组交换: 单个分组( 这只是整个报文的一部分 )传送到相邻结点, 存储下来后查找转发表, 转发到下一个结点

计算机网络的分类

  • 按照网络的作用范围分类

    1. 广域网 WAN: 几十到几千公里

    2. 城域网 MAN: 5- 50 KM

    3. 局域网 LAN: 1 KM

    4. 个人区域网 PAN: 10M

  • 按照网络的使用者分类

    1. 公用网: 电信公司( 国有或私有 )出资建造的大型网络

    2. 专用网: 某个部门为满足本单位的特殊业务工作的需要而建造的网络

计算机网络的性能

  • 计算机网络的性能指标

    1. 速率( 数据率、 比特率 ),单位: bit/s

    2. 带宽

      • 某个信号具有的带宽频度,单位: Hz

      • 单位时间内某信道所能通过的 “最高数据率”, 单位:bit/s

    3. 吞吐量: 单位时间内通过某个网络的实际的数据量

    4. 时延( 延迟、 迟延 ): 数据从网络的一段传送到另一端所需的时间,总时延 = 发送时延 + 传播时延 + 处理时延 + 排队时延

      • 发送时延: 主机或路由器发送数据帧所需要的时间

      • 传播时延: 电磁波在信道中传播一定距离需要花费的时间

      • 处理时延: 主机或路由器在收到分组时要花费一定的时间进行处理

      • 排队时延: 分组在经过网络传输时, 要经过许多路由器, 分组在进入路由器后要先在输入队列中排队等待处理

    5. 时延带宽积: 传播时延 * 带宽

    6. 往返时间RTT: 双向交互一次所需的时间

    7. 利用率: 信道利用率和网络利用率

  • 计算机网络的非性能特征

    1. 费用
    2. 质量
    3. 标准化
    4. 可靠性
    5. 可扩展性和可升级性
    6. 易于管理和维护

计算机网络的体系结构

  • OSI 的七层协议: 1. 物理层 2.数据链路层 3. 网络层 4.运输层 5.会话层 6.表示层 7.应用层

  • TCP/IP 的四层协议: 1.网络接口层 2.网际层IP 3.运输层( TCP 或 UDP) 4.应用层( 各种应用层协议如TELNET, FTP, SMTP 等)

  • 五层协议:

    1. 物理层 : 考虑用多大的电压代表 “1” 或 “0” ,以及接收方如何识别发送方所发送的比特。还要确定连接电缆的插头应当有多少根引脚以及各引脚应如何连接

    2. 数据链路层 : 两个相邻结点之间传送数据时, 数据链路层将网络层交下来的 IP 数据报组装成帧, 在两个相邻结点间的链路上传送帧

    3. 网络层: 为分组交换网上的不同主机提供通信服务

    4. 运输层 : 负责向两台主机进程之间的通信提供通用的网络传输服务

    5. 应用层: 通过应用进程间的交互来完成特定网络应用

本文标题:计算机网络 网络结构

文章作者:Leo

发布时间:2017年09月11日 - 09:09

最后更新:2017年10月21日 - 12:10

原始链接:http://www.leozzy.com/2017/09/11/计算机网络-网络结构/

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