计算机网络体系结构

• 计算机网络概述：
• 1.概念，组成，功能，分类
• 2.标准化工作及相关组织
• 3.性能指标
• 体系结构&参考模型：
• 1.分层结构
• 2.协议，接口，服务
• 3.ISO/OSI模型
• 4.TCP/IP模型

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目录

计算机网络体系结构

概述：

一、概念

二、功能

三、计算机网络的发展

1.第一阶段

2.第二阶段

3.第三阶段

总结

四、组成

1.组成部分

2.工作方式

 3.功能组成

 五、分类

总结

 六、标准化工作

 七、性能指标

1.速率

 2.带宽

 3.吞吐量

4.时延

 5.时延带宽积

 6.往返时延RTT

 7.利用率

 八、分层结构

 概念总结

7层OSI参考模型（法定标准）

4层TCP/IP

 OSI参考模型和TCP/IP参考模型的异同

 5层参考模型

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一、概念

计算机网络：是一个将分散的、具有独立功能的计算机系统，通过通信设备和线路连接起来，由功能完善的软件实现资源共享和信息传递的系统。

 计算机网络是互连的、自治的计算机集合。

互联：通过通信链路互通互联

自治：无主从关系

二、功能

1.数据通信

2.资源共享

3.分布式处理

4.提高可靠性

5.负载均衡

三、计算机网络的发展

1.第一阶段

         网络把许多计算机连接在一起，而互联网则把许多网络连接在一起，因特网是世界上最大的互联网。

 

2.第二阶段

三级结构：

3.第三阶段

多层次ISP结构：

 

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总结

四、组成

1.组成部分

硬件、软件、协议（一系列规则和约定的集合）

2.工作方式

• 边缘部分：

用户直接使用：1.C/S方式（client和server）；2.P2P方式（peer to peer)

• 核心部分:

为边缘部分服务

 

 3.功能组成

• 通信子网：实现数据通信
• 资源子网：实现资源共享/数据处理

 五、分类

• 按分布范围分：

广域网WAN（使用交换技术），城域网MAN，局域网LAN（广播技术），个人区域网PAN

• 按使用者分：

公用网，专用网

• 按交换技术分：

电路交换，报文交换，分组交换

• 按拓扑结构分：

• 按传输技术分：

广播式 网络：共享公共通信信道

点对点网络：使用分组存储转发和路由选择机制

总结

 六、标准化工作

标准分类：

1.法定标准：由权威机构制定的正式的、合法的标准  OSI

2.事实标准：某些公司的产品在竞争中占据了主流，时间长了，这些产品中的协议和技术就成了标准   TCP/IP

RFC(request for comments)要上升为因特网正式标准的四个阶段：

 相关组织：

 总结：

 七、性能指标

1.速率

速率即数据率或数据传输率或比特率

比特 1/0位

连接在计算机网络上的主机在数字信道上传送数据位数的速率

 2.带宽

“带宽”原本指某个信号具有的频带宽度，即最高频率与最低频率之差，单位是赫兹（Hz)

计算机网络中，带宽用来表示网络的通信线路传送数据的能力，通常是指单位时间内从网络中的某个点到另一个点所能通过的“最高数据率”，单位是”比特每秒“，b/s,kb/s,Mb/s,Gb/s。

 3.吞吐量

表示在单位时间内通过某个网络（或信道、接口）的数据量。单位b/s,kb/s,Mb/s等

吞吐量受网络的带宽或网络的额定速率的限制。

4.时延

 指数据（报文/分组/比特流）从网络（或链路）的一端传送到另一端所需的时间。也叫延迟或迟延，单位是s。

 5.时延带宽积

时延带宽积（bit)=传播时延(s)X带宽(b/s)

 6.往返时延RTT

从发送方发送数据开始，到发送方收到接收方的确认（接收方收到数据后立即发送确认），总共经历的时延。

 7.利用率

 八、分层结构

• why进行分层？

• 分层的基本原则

1.各层之间相互独立，每层只实现一种相对独立的功能

2.每层之间 界面自然清晰，易于理解，相互交流尽可能少

3.结构上可分割开，每层都采取最合适的技术来实现

4.保持下层对上层的独立性，上层单向使用下层提供的服务

5.整个分层结构应该能促进标准化工作

• 认识分层结构

 概念总结

• 网络体系结构是从功能上描述计算机网络结构。
• 计算机网络体系结构简称网络体系结构是分层结构。
• 每层遵循某个/些网络协议以完成本层功能。
• 计算机网络体系结构是计算机网络的各层及其协议的集合。
• 第n层在向n+1层提供服务时，此服务不仅包含第n层本身的功能，还包含由下层服务提供的功能。
• 仅仅在相邻层间有接口，且所提供服务的具体实现细节对上一层完全屏蔽。
• 体系结构是抽象的，而实现是指能运行的一些软件和硬件。

7层OSI参考模型（法定标准）

 

•  应用层：

所有能和用户交互产生网络流量的程序

• 表示层：

用于处理在两个通信系统中交换信息的表示方式（语法和语义）

功能一：数据格式变换

功能二：数据加密解密

功能三：数据压缩和恢复 

• 会话层：

向表示层实体/用户进程提供建立连接并在连接上有序地传输数据。这是会话，也是建立同步（SYN）

• 传输层：

负责主机中两个进程的通信，即端对端的通信。传输单位是报文段或用户数据报。

 

• 网络层：

主要任务是把分组从源端传到目的端，为分组交换网上的不同主机提供通信服务。网络层传输单位是数据报。

 

• 数据链路层：

主要任务是把网络层传下来的数据报组装成帧。数据链路层的传输单位是帧。

 

• 物理层：

主要任务是在物理媒体上实现比特流的透明传输。物理层的传输单位是比特。

 

 

4层TCP/IP

 OSI参考模型和TCP/IP参考模型的异同

相同点：

1.都分层

2.基于独立的协议栈的概念

3.可以实现异构网络互联

不同点：

 5层参考模型

 数据封装与解封装：