計算機網絡（一）-總結計算機網絡體系結構一、概念、功能、組成、分類二、标準化工作及相關組織三、性能名額之速率、帶寬、吞吐量四、性能名額之時延，時延帶寬積、往返時間RTT、使用率五、分層結構、協定、接口、服務六、OSI參考模型七、TCP/IP 模型 & 5層參考模型

目錄

一、概念、功能、組成、分類

1、計算機網絡的概念

2、計算機網絡的功能

3、計算機網絡的組成

4、計算機網絡的分類

5、總結

二、标準化工作及相關組織

1、标準化工作

2、标準化工作的相關組織

3、總結

三、性能名額之速率、帶寬、吞吐量

1、速率

2、帶寬

3、吞吐量

四、性能名額之時延，時延帶寬積、往返時間RTT、使用率

1、時延

2、時延帶寬積

3、往返時延RTT

4、使用率

5、總結

五、分層結構、協定、接口、服務

1、分層的原則

2、實體、協定、接口、服務

3、概念總結

六、OSI參考模型

1、ISO/OSI參考模型怎麼來的

2、七層結構

3、OSI參考模型解釋通信過程

4、各層功能

七、TCP/IP 模型 & 5層參考模型

1、OSI參考模型與TCP/IP參考模型相同點

2、OSI參考模型與TCP/IP參考模型不同點

3、5層參考模型

4、5層參考模型額資料封裝與解封裝

學習目标：

一、概念、功能、組成、分類

1、計算機網絡的概念

計算機網絡是一個将分散的、具體獨立功能的計算機系統，通過通信裝置與線路連接配接起來，由功能完善的軟體實作資源共享與資訊傳遞的系統。（計算機網絡是互連的、自治的計算機集合）

互連：互聯互通，通信鍊路        自治：無主從關系

2、計算機網絡的功能

1. 資料通信（連通性）：比如不同主機間傳送文檔，發送郵件
2. 資源共享：硬體共享，軟體共享，資料共享
3. 分布式處理：多台計算機各自承擔同一工作任務的不同部分    （Hadoop平台）
4. 提高可靠性：不同主機間可通過計算機網絡進行替代
5. 負載均衡：多台計算機可以同時進行工作，個計算機之間更親密

3、計算機網絡的組成

1、組成部分：硬體、軟體、協定

2、工作方式：

• 邊緣部分：使用者直接使用，有C/S方式  和   P2P方式
• 核心部分：為邊緣部分服務

3、功能組成：

1. 通信子網：實作資料通信
2. 資源子網：實作資源共享/資料處理

4、計算機網絡的分類

1、按分布範圍分：廣域網WAN、城域網MAN、區域網路WAN、個人區域網PAN   （後面會詳解）

2、按使用者分：公用網（中國電信、中國聯通）、專用網（國家軍隊，政府機關，鐵路、銀行等）

3、按交換技術分：電路交換、封包交換、分組交換

4、按拓撲結構分：

5、按傳送技術分：

• 廣播式網絡：共享公共通信信道
• 點對點網絡：使用分組存儲轉發和路由選擇機制

5、總結

二、标準化工作及相關組織

要實作不同廠商的硬、軟體之間互相連通，必須遵從統一的标準。

1、标準化工作

1、标準的分類：

• 法定标準：由權威機構制定的正式的、合法的标準（OSI）
• 事實标準：某些公司的産品在競争中占據了主流，時間長了，這些産品中的協定和技術就成了标準（TCP/IP協定）

RFC（Request for Comments）——網際網路标準的形式

RFC要升為 網際網路正式标準的四個階段：

1. 網際網路草案（Internet Draft）：這個階段還不是RFC文檔
2. 建議标準（Proposed Standard）：從這個階段開始成為RFC文檔
3. 草案标準（Draft Standard）：經過IETF，IAB稽核
4. 網際網路标準（Internet Standard）

2、标準化工作的相關組織

• 國際标準化組織ISO：建立了OSI參考模型、HDLC協定
• 國際電信聯盟ITU：制定通信規則
• 國際電氣電子工程師協會IEEE：學術機構、制定了IEEE802系列标準，5G相關協定
• Internet工程任務組IETF：負責網際網路相關标準的制定 RFC XXXX

3、總結

三、性能名額之速率、帶寬、吞吐量

1、速率

速率即資料率或稱資料傳輸率或比特率

比特（bit）1/0 位。連接配接在計算機網絡上的主機在數字信道上傳送資料位數的速率。機關是b/s，kb/s，Mb/s，Tb/s

2、帶寬

1. “帶寬”原本指某個信号具有的頻帶寬度，即最高頻率與最低頻率之差，機關是赫茲（Hz）
2. 計算機網絡中，帶寬用來表示網絡的通信線路傳送資料的能力，通常是指機關時間内從網絡中的某一點到另一點所能通過的“最高資料率”，機關是“比特每秒”，b/s，kb/s，Mb/s，Gb/s。（網絡裝置所支援的最高速度）

3、吞吐量

1、吞吐量表示在機關時間内通過某個網絡（或信道、接口）的資料量。機關b/s，kb/s，Mb/s

2、吞吐量受網絡的帶寬或網絡的額定速率的限制

四、性能名額之時延，時延帶寬積、往返時間RTT、使用率

1、時延

1、時延是指（封包/分組/比特流）從網絡（或鍊路）的一端傳送到另一端所需的時間。也叫延遲或遲延。機關是s。

2、時延帶寬積

3、往返時延RTT

1、RTT表示從發送資料開始，到發送方收到接收方的确認（接收方收到資料後立即發送确認），總共經曆的時延。

（RTT越大，在收到确認之前，可以發送的資料越多）

4、使用率

5、總結

五、分層結構、協定、接口、服務

1、分層的原則

1. 各層之間互相獨立，每層隻實作一種相對獨立的功能
2. 每層之間界面自然清晰，易于了解，互相交流盡可能少
3. 結構上下可分割開。每層都采用最合适的技術來實作
4. 保持下層對上層的獨立性，上層單向使用下層提供的服務
5. 整個分層結構應該能促進标準化工作

2、實體、協定、接口、服務

3、概念總結

六、OSI參考模型

1、ISO/OSI參考模型怎麼來的

（理論成功，市場失敗）

2、七層結構

3、OSI參考模型解釋通信過程

4、各層功能

1、應用層：所有能和使用者互動産生網絡流量的程式

典型的應用層服務：檔案傳輸（FTP）、電子郵件（SMTP）、網際網路（HTTP）

2、表示層：用于處理在兩個通信系統中交換資訊的表示方式（文法和語義）（主要協定JPEG、ASCII）

• 功能一：資料格式變換（類似于翻譯官）
• 功能二：資料加密和解密
• 功能三：資料壓縮和恢複

3、會話層：向表示層實體/使用者程序提供建立連接配接并在連接配接上有序地傳輸資料。這是會話，也是建立同步（SYN）。

（主要協定ADSP、ASP）

• 功能一：建立、管理、終止會話
• 功能二：使用校驗點可使會話在通信失效時從校驗點/同步點繼續恢複通信、實作資料同步（适用于傳輸大檔案）

4、傳輸層：負責主機中兩個程序的通信，即端到端的通信。傳輸機關是封包段或是使用者資料報。（主要協定：TCP、UDP）

• 功能一：可靠傳輸、不可靠傳輸
• 功能二：差錯控制
• 功能三：流量控制
• 功能四：複用分用

複用：多個應用層程序可同時使用下面運輸層的服務

分用：運輸層把收到的資訊分别傳遞給上面應用層中相應的程序

5、網絡層：主要任務是把分組從源端傳到目的端，為分組交換網上的不同主機提供通信服務。網絡層傳輸機關是資料報。

（主要協定：IP、IPX、ICMP、IGMP、ARP、RARP、OSPF）

• 功能一：路由選擇、最佳路徑
• 功能二：流量控制
• 功能三：差錯控制
• 功能四：擁塞控制（若所有結點都開不及接受分組，而要丢棄大量分組的話，網絡就要處于擁塞狀态。是以要采取一定的措施來緩解這種擁塞）

6、資料鍊路層：主要任務是把網絡層傳下來的資料報組裝成幀。書局鍊路層/鍊路層的傳輸機關是幀。

（主要協定SDLC、HDLC、PPP、STP）

• 功能一：成幀（定義幀的開始和結束）
• 功能二：差錯控制（幀錯+位錯）
• 功能三：流量控制
• 功能四：通路（接入）控制（控制對信道的通路）

7、實體層：主要任務是在實體媒體上實作比特流的透明傳輸。實體層傳輸機關是比特。（主要協定Rj45、802.3）

透明傳輸：指不管所傳輸資料是什麼樣的比特組合，都應當能夠在鍊路上傳送。

• 功能一：定義接口特性
• 功能二：定義傳輸模式（單工、半雙工、雙工）
• 功能三：定義傳輸速率
• 功能四：比特同步
• 功能五：比特編碼

七、TCP/IP 模型 & 5層參考模型

1、OSI參考模型與TCP/IP參考模型相同點

1. 都分層
2. 都基于獨立的協定棧的概念
3. 可以實作異構網絡互聯

2、OSI參考模型與TCP/IP參考模型不同點

3、5層參考模型

4、5層參考模型額資料封裝與解封裝