计算机网络【开山篇】

一时失言乱红尘 2021-09-30 20:24 313阅读 0赞

# 前言 #

今天推送了计算机网络的文章，这部分我在最初是没有打算发出来的。

最近在看相关面经时，发现对于计算机网络的考察还是挺多的。于是就看回这些曾经做过的笔记复习了一下。

*  这些文章是我在学校学习计算机网络课程的时候做的笔记(摘录)，参考于谢希仁的计算机网络

此部分文章不会发到各个博客平台，有兴趣的同学可以简单浏览一下(….

# 一、三网融合 #

大众熟悉的三大类网络有：

*  电信网络：提供电话、电报及传真等服务；
 *  有线电视网络：向用户传送各种电视节目；
 *  **计算机网络：使用户能在计算机之间传送数据文件**；

随着技术的发展，网络技术相互融合：

*  **电信网络和有线电视网络都逐渐融入了现代计算机网络技术，扩大了原有的服务范围；**
 *  **计算机网络也能够向用户提供电话通信、视频通信以及传送视频节目的服务。**

电信网络、有线电视网络、计算机网络三类网络互相**融合为一个网络**就被称之为三网融合

# 二、互连网与互联网相关概念 #

互**连**网：指在**局部范围互连起来的计算机网络。**  
互**联**网：指当今世界上最大的**计算机网络**。 Internet。

## 三、互联网基本特点 ##

*  连通性 (connectivity)
    
     *  好像彼此的计算机相互连通
 *  共享 (Sharing)
    
     *  资源共享

## 3.1互联网的两种通信方式 ##

*  **客户服务器方式（C/S 方式）**
    
     *  即 Client/Server 方式，简称为 C/S 方式。
     *  客户-服务器方式所描述的是**进程之间服务和被服务的关系**。
     *  **被用户调用后运行**，在打算通信时主动向远地服务器**发起通信（请求服务**
 *  **对等方式（P2P 方式）**
    
     *  即 PeertoPeer 方式 ，简称为 P2P 方式。
     *  **并不区分哪一个是服务请求方还是服务提供方。**

# 四、电路交换、报文交换、分组交换 #

## 4.1电路交换 ##

**电路交换由电话连通的方式而来的**。

N 部电话机两两直接相连，需 N(N – 1)/2 对电线。这种直接连接方法所需要的电线对的数量与电话机数量的平方（ N2 ）成正比。  
】

由于上面提出了如果电话多的话，那么我们就需要很多条电话线，为了避免这种情况。我们就有了**交换机**

**“交换”(switching)的含义就是转接 —— 把一条电话线转接到另一条电话线，使它们连通起来**

交换”就是按照某种方式**动态地分配传输线路的资源**

![640?wx\_fmt=png][640_wx_fmt_png]

电路交换是**面向连接**的：

*  **建立连接**：建立一条专用的物理通路，以保证双方通话时所需的通信资源在通信时不会被其他用户占用；
 *  **通信**：主叫和被叫双方就能互相通电话；
 *  **释放连接**：释放刚才使用的这条专用的物理通路（释放刚才占用的所有通信资源）。

![640?wx\_fmt=png][640_wx_fmt_png 1]

由于在计算机网络中数据**具有突发性。而电路交换是面向连接的。**这导致在传送计算机数据时，**通信线路的利用率很低**

## 4.2分组交换 ##

分组交换则采用**存储转发技术**。在发送端，先把较长的报文**划分成较短的、固定长度的数据段**。

在传输数据的时候，**给分组的数据加上特定的首部。当接收完数据以后，就把数据重新组合起来**。这就是分组交换。

> 每一个分组的首部都**含有地址**（诸如目的地址和源地址）等控制信息。
> 
> 分组交换网中的结点交换机根据收到的分组首部中的地址信息，**把分组转发到下一个结点交换机**。
> 
> 每个分组在互联网中独立地选择传输路径。
> 
> 用这样的存储转发方式，最后分组就能到达最终目的地。

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上面的图再解析：

*  **主机是为用户进行信息处理的，并向网络发送分组，从网络接收分组。**
 *  **路由器对分组进行存储转发，最后把分组交付目的主机。**

分组交换的优点：

*  高效：在分组传输的过程中**动态分配传输带宽，对通信链路是逐段占用。**
 *  灵活：为每一个分组**独立地选择最合适的转发路由**。
 *  迅速：以分组作为传送单位，可以**不先建立连接就能向其他主机发送分组**。
 *  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。

分组交换的不足：

*  分组在各结点**存储转发时需要排队**，这就会造成一定的**时延**。
 *  分组**必须携带的首部**（里面有必不可少的控制信息）也造成了一定的**开销**。

## 4.3报文交换 ##

**报文交换实际上也是存储转发的一种**

*  整个报文会先传到相邻的节点，**全部存储下来再查找转发**
 *  那么就意味着，**我们的时延会非常大**。

## 4.4交换方式的对比 ##

*  若要连续传送大量的数据，**且其传送时间远大于连接建立时间，则电路交换的传输速率较快**。
 *  **报文交换和分组交换不需要预先分配传输带宽**，在传送突发数据时可提高整个网络的信道利用率。
 *  由于一个分组的长度往往远小于整个报文的长度，因此**分组交换比报文交换的时延小，同时也具有更好的灵活性**。

![640?wx\_fmt=png][640_wx_fmt_png 3]

# 五、网络的覆盖范围分类 #

*  广域网 WAN (Wide Area Network)：作用范围通常为几十到几千公里。
 *  城域网 MAN (Metropolitan Area Network)：作用距离约为  5 ~ 50 公里。
 *  局域网 LAN (Local Area Network) ：局限在较小的范围（如 1 公里左右）。
 *  个人区域网 PAN (Personal Area Network) ：范围很小，大约在 10 米左右。

## 5.1接入网 ##

接入网 AN (Access Network)，它又称为本地接入网或**居民接入网**。

接入网是**从某个用户端系统到互联网中的第一个路由器（也称为边缘路由器）之间的一种网络**。

它并不属于互联网的核心部分，也不属于互联网的边缘部分。**接入网只是起到让用户能够与互联网连接的“桥梁”作用。**很多接入网还是属于局域网

# 六、时延 #

**时延的几种类型**：

*  (1) 发送时延
 *  (2) 传播时延
 *  (3) 处理时延
 *  (4) 排队时延

![640?wx\_fmt=png][640_wx_fmt_png 4]![640?wx\_fmt=png][640_wx_fmt_png 5]  
![640?wx\_fmt=png][640_wx_fmt_png 6]

## 6.1时延带宽积 ##

**时延带宽积 = 传播时延 \* 带宽**

![640?wx\_fmt=png][640_wx_fmt_png 7]

## 6.2往返时间 ##

在计算机中传输的时候不仅仅是单向的，往返时间表示**从发送方发送数据开始，到发送方收到来自接收方的确认，总共经历的时间**

## 6.3时延利用率 ##

![640?wx\_fmt=png][640_wx_fmt_png 8]

# 七、协议的三要素 #

*  **语法**：数据与控制信息的结构或格式 。
 *  **语义**：需要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种响应。
 *  **同步**：事件实现顺序的详细说明。

# 八、OSI参考模型 #

![640?wx\_fmt=png][640_wx_fmt_png 9]

**PDU (Protocol Data Unit)：协议数据单元，是一个数据单位**

OSI 参考模型把**对等层次之间传送的数据单位称为该层的协议数据单元 PDU**。

各层协议实际上就是在**各个对等层之间传递数据时的各项规定。**

**OSI把层与层之间交换的数据的单位称为服务数据单元 SDU (Service Data Unit**\*\*)。

## 8.1协议与服务 ##

**协议是“水平的”，即协议是控制对等实体之间通信的规则。**  
**服务是“垂直的”，即服务是由下层向上层通过层间接口提供的。**

![640?wx\_fmt=png][640_wx_fmt_png 10]

## 8.2TCP/IP协议集 ##

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# 最后 #

如果大家有更好的理解方式或者文章有错误的地方还请大家不吝在评论区留言，大家互相学习交流~~~

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