计算机网络

计算机考研408计算机网络课程第一章复习 计算机网络是指将地理位置不同的具有独立功能的多台计算机及其外部设备，通过通信线路连接起来，在网络操作系统，网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下，实现资源共享和信息传递的计算机系统。

计算机网络

• 概念
  • 协议
    • 规则的集合
  • 接口
    • 同一节点内相邻两层间交换信息的连接点，是一个系统内部的规定
  • 服务
    • 下层为紧临的上层提供的功能调用，它是垂直的
      • 面向连接服务与无连接服务
      • 可靠服务与不可靠服务
      • 有应答服务和无应答服务
    • 只有那些可以被高一层实体“看见的”才可以被称之为服务
• 组成
  • 组成部分上
    • 硬件
      • 主机（端系统）
      • 通信链路
      • 交换设备 eg：路由器、交换机
      • 通信处理机 eg：网卡
    • 软件
    • 协议
  • 工作方式上
    • 边缘部分
      • 所以连接到因特网上、供用户直接使用的主机组成
      • 用来进行通信和资源共享
    • 核心部分
      • 由大量的网络和连接这些网络的路由器组成
      • 为边缘部分提供连通性和交换服务
  • 功能组成上
    • 通信子网
      • 使网络具有数据传输、交换、控制和存储的能力，实现联网计算机之间的通信
    • 资源子网
      • 实现资源共享功能的设备及其软件的集合
      • 向网络用户提供共享其他计算机上的硬件资源、软件资源和数据资源的服务
• 功能
  • 数据通信
    • 计算机网络最基本和最重要的功能
  • 资源共享
    • 提高资源利用率
  • 分布式处理
  • 提高可靠性
  • 负载均衡
  • 分布式处理
• 分类
  • 按分布范围分类
  • 按传播技术分类
  • 按拓扑结构分类
  • 按使用者分类
  • 按交换技术分类
  • 按传输介质分类
• 体系结构与参考模型
  • OSI参考模型
    • 应用层
      • 定义：用户与网络的界面
      • 任务：为特定类型的网络应用提供访问OSI参考模型环境的手段
      • 典型协议：FTP、SMTP、HTTP
    • 表示层
      • 任务：处理两个通信系统中交换信息的方式
      • 采用抽象的标准方法定义数据结构，并采用了标准的编码格式
      • 功能：数据压缩、加密和解密
    • 会话层
      • 任务：允许不同主机上的各个进程之间的会话
      • 功能：管理主机上的各个进程之间的会话进程，包括建立、管理及终止进程间的会话
      • 服务：为表示层实体或用户建立并连接上有序地传输数据，即会话（建立同步SYN）
      • 实现数据同步：可以使用校验点使通信会话在通信失效时从校验点继续恢复通信
    • 传输层
      • 传输单位：报文段TCP或用户数据报UDP
      • 任务：负责两个主机中进程的通信
      • 功能：为端到端提供可靠的传输服务，为端到端连接提供流量控制、差错控制、服务质量、数据传输管理服务等
    • 端到端
    • 网络层
      • 传输单位：数据报
      • 任务：把网络层的协议数据单元（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
      • 功能：对分组进行路由选择，并实现流量控制、拥塞控制差错控制和网际互联
    • 数据链路层
      • 传输单位：帧
      • 任务：将网络层传来的IP数据报组装成帧
      • 功能：成帧、差错控制、流量控制、传输管理等
    • 物理层
      • 传输单位：bit
      • 任务：透明的比特流传输
      • 功能：在物理媒介上为数据端设备透明地传输着原始比特流
      • 定义：数据终端设备和数据通信设备的物理逻辑连接方法
      • 使用物理媒介进行信息传输
  • TCP/IP模型
    • 应用层
      • 用户-用户
      • 包含所有的高层协议
    • 传输层
      • 应用-应用或进程-进程
      • 功能：即使得发送端和目的端主机上的对等实体进行会话
      • 协议
        • 传输控制协议
          • 面向连接
          • 传输单位：报文段
        • 用户数据报协议
          • 无连接
          • 传输单位：用户数据段
    • 网际层
      • TCP/IP协议体系的关键部分
      • 功能：将分组发往任何网络，并为之独立选择合适的路由，但它不保证各个分组有序地到达，各个分组的有序交由高层负责
      • 任务：定义了标准的分组格式和协议，即IP
    • 网络接口层
      • 类似于OSI参考模型的物理层和数据链路层
  • 五层参考模型
• 性能指标
  • 带宽
  • 时延
  • 时延带宽积
  • 往返时延
  • 吞吐量
  • 速率
  • 信道利用率
• 标准化工作及相关组织
  • IEEE
  • ISO
• 对比
  • 相同点
    • 都采取分层的体系结构
    • 都基于独立的协议栈的概念
  • 不同点
    • 定义
      • 精确定义了接口、协议、服务的概念
      • 无明确区分，不符合软件工程的思想
    • 协议
      • 不偏向于任何特定的协议
      • 与OSI相反，首先出现的是协议，模型实际上是对已有协议的描述
    • IP
      • 只考虑到用一种标准的公用数据网络各种不同的系统互联
      • 考虑到多种异构的问题，将网际协议（IP）作为一个单独的重要层次
    • 通信
      • 网络层支持无连接和面向连接的通信
      • 传输层仅有面向连接的通信
      • 网际层仅有一种无连接的通信
      • 传输层支持无连接和面向连接两种模式
• 分层原则
  • 报文PDU
    • 数据部分SDU
    • 控制信息部分PCI
  • 每层都实现一种相对独立的功能，降低大系统的复杂程度
  • 各层之间界面自然清楚，易于理解，相对交流尽可能少
  • 各层功能的精准定义独立于具体的实现方法，可以采用最适合的技术来实现
  • 保持下层对上层的独立性，上层单向使用下层提供的服务
  • 整个分层结构应该能促进标准化工作