计算机网络体系结构

计算机网络概述

计算机网络的概念

计算机网络是互联的、自治的计算机系统的集合

计算机网络的组成

  1. 组成成分:
  • 硬件
  • 软件
  • 协议
  1. 工作方式
  • 边缘部分:用户主机
  • 核心部分:提供连通性、服务的网络和路由器
  1. 功能组成
  • 通讯子网:传输介质、通讯设备、网络协议组成
  • 资源子网:实现资源共享功能的设备及软件集合

计算机网络功能

  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

计算机网络的分类

  1. 按分别范围分类
  • 广域网(WAN)
  • 城域网(MAN)
  • 局域网(LAN)
  • 个人区域网(PAN)
  1. 按传输技术分类
  • 广播式网络
  • 点对点网络
  1. 按拓扑结构分类
  • 星形网络
  • 总线形网络
  • 网络形网络
  1. 按使用者分类
  • 公用网
  • 专用网
  1. 按交换技术分类
  • 电路交换网络:源结点和目标结点间建立专用通路用于传送数据
  • 报文交换网络:数据封装成报文,通过结点转发传输整个报文,直到到达目的结点
  • 分组交换网络:数据分成较短的固定长度数据块并封装成分组,以存储-转发方式传输
  1. 按传输介质分类
  • 有线网络
  • 无线网络

计算机网络的性能指标

  1. 带宽:网络通信线路所能传送数据的能力,单位是“比特每秒”(b/s)
  2. 时延:数据从一端传送到另一端的时间
  • 发送时延:
  • 传播时延
  • 处理时延
  • 排队时延
  • 总时延:以上四种时延之和
  1. 时延带宽积:传播时延 X 信道带宽
  2. 往返时延(RTT):
  3. 吞吐量: 单位时间通过某个网络的数据量,受网络带宽限制
  4. 速率:主机传送数据的速率,最高数据率即为带宽,单位为b/s,Kb/s(K=10^3),Mb/s(M=10^6),Gb/s(G=10^9)

计算机网络体系结构与参考模型

计算机网络分层结构

  1. 体系结构:计算机各层及其协议的集合
  2. 分层基本原则
  • 每一层实现功能相对独立
  • 各层之间界面清晰,交流少
  • 各层功能的定义独立于具体实现
  • 下层对上层独立,上层单向使用下层服务
  • 分层结构标准化

计算机网络协议、接口、服务的概念

  1. 协议:控制对等实体进行通信的规则的集合
  2. 接口:相邻两层交换信息的连接点
  3. 服务:下层为紧相邻的上层提高的功能调用,交换命令称为服务原语:请求、指示、响应、证实。
  4. 服务类型
  • 面向连接服务与无连接服务
    • 面向连接服务:如TCP
    • 无连接服务:如IP、UDP
  • 可靠服务和不可靠服务
    • 可靠服务:网络具有纠错、检错、应答功能,保证可靠传输
    • 不可靠服务:不保证可靠传输
  • 有应答服务和无应答服务
    • 有应答服务:如文件传输服务
    • 无应答服务:如WWW服务

ISO/OSI参考模型和TCP/IP模型

  1. OSI参考模型
  • 物理层
  • 数据链路层
  • 网络层
  • 传输层
  • 会话层
  • 表示层
  • 应用层
  1. TCP/IP 模型
  • 网络接口层
  • 网际层
  • 传输层
  • 应用层