概述
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2025-03-20
网络的网络
网络「由若干节点和连接这些节点的链路组成」把主机连接起来,而互联网(
internet
)是把多种不同的网络连接起来,因此互联网是网络的网络。而因联网(Internet
)是全球范围的互联网。

ISP
互联网服务提供商ISP
可以从互联网管理机构获得许多IP
地址,同时拥有通信线路以及路由器等联网设备,个人或机构向ISP
缴纳一定的费用就可以接入互联网。

目前的互联网是一种多层次ISP
结构,ISP
根据覆盖面积的大小分为第一层ISP
、区域ISP
和接入ISP
。互联网交换点IXP
允许两个ISP
直接相连而不用经过第三个ISP
「减少延迟」。


三种交换方式
电路交换
电路交换用于电话通信系统,两个用户要通信之前需要建立一条专用的网络链路,并且在整个通信过程中始终占用该链路。由于通信的过程中不可能一直在使用传输线路,因此电路交换对线路的利用率很低,往往不到 10%

分组交换
每个分组都有首部和尾部,包含了源地址和目的地址等控制信息,在同一个传输线路是同时传输多个分组互相不会影响,因此在同一条线路是允许同时传输多个分组,也就是说分组交换不需要占用传输线路。
在一个邮局通信系统中,邮局收到一封邮件后,先存储下来,然后把相同目的地的邮件一起转发到下一个目的地,这个过程就是存储转发过程,分组交换也使用了存储转发过程。

报文交换
报文交换中的交换节点也采用存储转发方式,但报文交换对报文的大小没有限制,这就要求交换节点需要较大的存储空间。报文交换主要用于早起的电报通信网,现在较少使用,通常被较先进的分组交换方式所取代。
对比
假设 A、B、C、D 是分组传输路径所要经过的 4 个结点交换机,纵坐标为时间

计算机网络的定义和分类
定义:
- 一些互相连接的,自治「独立,有自己的硬件和软件」的计算机的集合。
- 主要是有一些通用的、可编程的硬件互连而成的,而这些硬件并非专门用来实现某一目的的。这些可编程的硬件能够用来传送多种不同类型的数据,并能支持广泛和日益增长的应用。

计算机网络的性能指标
- 速率:连接在计算机网络上的主机在数字信道上传送比特的速率,也称为比特率或数据率「b/s,bps」。
- 带宽:网络的通信线路所能传送数据的能力,表示在单位时间内从网络中的某一点到另一点所能通过的“最后数据率”「b/s」。
- 吞吐量:单位时间内通用某个网络的数据量。
- 时延:总时延 = 处理时延「忽略」 + 传播时延「信道长度/电磁波传播速率」 + 发送时延「分组长度/发送速率」。当处理时延忽略不计时,发送时延和传播时延谁占主导,要具体情况具体分析。
- 时延带宽积:传播时延*带宽「链路的时延带宽积:以比特为单位的链路长度」。
- 往返时间(RTT):双向交互一次所需要的时间。
- 利用率:「信道利用率」某信道有百分之几的时间是被利用的,「网络利用率」全网络的信道利用率的加权平均。
- 丢包率:在一定的时间范围内,传输过程中丢失的分组数量与总分组数量的比率。
计算机网络体系结构


五层协议
OSI
五层协议没有表示层和会话层,而是将这些功能留给应用程序开发者处理。
TCP/IP
只有四层,相当于五层协议中数据链路层和物理层合并为网络接口层。TCP/IP体系结构不严格遵循OSI分层概念,应用层可能会直接使用IP或者网络接口层。

数据在各层之间的传递过程
在向下的过程中,需要添加下层协议所需要的首部或者尾部,而在向上的过程中不断拆开首部和尾部。
路由器只有下面三层协议,因为路由器位于网络核心中,不需要为进程或者应用程序提供服务,因此也就不需要传输层和网络层。
计算机网络体系结构的专用术语
- 实体:任何可发送或接收信息的硬件或软件进程。「对等实体」收发双方相同层次中的实体。「看得见下层所提供的服务,不知道该服务的具体协议」。
- 协议:控制两个对等实体进行逻辑通信的规则的集合。「语法/格式、语意/动作、同步/时序」。「水平的」
- 服务:在协议的控制下,两个对等实体间的逻辑通信使得本层能够向上一层提供服务「垂直的」
- 服务访问点:在同一系统中相邻两层的实体交换信息的逻辑接口,用于区分不同的服务类型。
- 服务原语:上层使用下层所提供的服务必须通过与下层交换一些命令,这些命令称为服务原语。
- 协议数据单元PDU:对等层次之间传送的数据包称为该层的协议数据单元。
- 服务数据单元SDU:同一系统内,层与层交换的数据包称为服务数据单元。