计算机网络概论

这是一篇关于计算机网络概论的思维导图，主要内容有计算机网络的概念、计算机网络的组成、计算机网络的功能、计算机网络的分类、计算机网络的性能指标等。

计算机网络体系结构

• 计算机网络概述
  • 计算机网络的概念
    • 广义观点
      • 只要是能是实现远程信息处理的系统或能进一步达到资源共享的系统都是计算机网络
    • 资源共享观点
      • 以能够相互共享资源的方式互联起来的自治计算机系统的集合
    • 用户透明性观点
      • 用户使用3网络就像使用一台单一的超级计算机
  • 计算机网络的组成
    • 组成部分
      • 硬件
      • 软件
      • 协议
    • 工作方式
      • 边缘部分
      • 核心部分
    • 功能组成
      • 通信子网
      • 资源子网
  • 计算机网络的功能
    • 数据通信
      • 计算机网络最基本和最重要的功能，用来实现联网计算机之间各种信息的传输，并将分散在不同地理位置的计算机联系起来，进行统一的调配，控制和管理
    • 资源共享
      • 可以是软件共享，数据共享，硬件共享
    • 分布式处理
      • 当计算机网络的某个计算机系统负荷过重时，可以将其处理的某个复杂任务分配给网络中的其他计算机系统，从而利用空闲计算机资源以提高整个系统的利用率
    • 提高可靠性
      • 计算机网络中的各台计算机可以通过网络互为替代机
    • 负载均衡
      • 将工作任务均衡地分配给计算机网络中的各台计算机
  • 计算机网络的分类
    • 按分布范围分类
      • 广域网
        • 长距离通信
        • 因特网核心部分
        • 高速链路
        • 交换技术
      • 城域网
        • 直径5-50km
        • 以太网技术
      • 局域网
        • 几十米到几千米
        • 广播技术
      • 个人区域网
        • 个人工作的地方将消费电子设备用无线技术链接起来的网络
    • 按传输技术分类
      • 广播式网络
        • 局域网，广域网中的无线，卫星通信
      • 点对点网络
        • 广域网基本都是
      • 是否采用分组存储转发与路由选择机制式点对点式网络与广播式网络的重要区别
    • 按拓扑结果分类
      • 总线形网络
      • 星形网络
      • 环形网络
        • 令牌环局域网
      • 网状网络
    • 按使用者分类
      • 公用网
      • 专用网
    • 按交换技术分类
      • 电路交换网络
        • 在源结点和目的结点之间建立一条专用的通路用于传送数据，包括建立链接，传输数据和断开连接
        • 传统电话网络
      • 报文交换网络
        • 用户数据加上源地址，目的地址，校验码等辅助信息，然后封装成报文，整个报文传送到相邻节点，全部存储后，在转发给下一个结点
      • 发组交换网络
        • 将数据分成较短的固定长度的数据块，在每个数据块中加上目的地址 ，源地址等辅助信息组成分组，以存储转发方式传输
    • 按传输介质分类
      • 有线
        • 双绞线
        • 同轴电缆
      • 无线
        • 蓝牙
        • 微波
        • 无线电
  • 计算机网络的性能指标
    • 带宽
      • 通信线路允许通过的信号频带范围，单位是赫兹
      • 计算机网络中表示网络的通信线路所能传送数据的能力，是数字信道所能传送的最高数据传输速率的同义语，单位是比特每秒
    • 时延
      • 数据（一个报文或分组）从网络（或链路）的一端传送到另一端所需要的总时间
      • 发送时延
        • 结点将分组的所有比特推向链路所需的时间
      • 传播时延
        • 电磁波在信道中传播一定的距离需要花费的时间，即一个比特从链路的一端传播道另一端所需的时间
      • 处理时延
        • 数据在交换结点为存储转发而进行的一些必要的处理所花费的时间
      • 排队时延
        • 分组在进入路由器后要先在输入队列中排队等待处理
    • 时延带宽积
      • 发送端发送的第一个比特即将到达终点时，发送端已经发出来多少个比特
    • 往返时延
      • 从发送端发出一个短分组，道发送端受到来自接收端的确认总共经历的时延
    • 吞吐量
      • 单位时间内通过某个网络的数据量
    • 速率
      • 连接到计算机网络上的主机在数字信道上传送数据的速率
    • 信道利用率
      • 某一信道有百分之多少的时间是有数据通过的
• 计算机网络体系结构与参考模型
  • 计算机网络分层结构
    • 计算机网络体系的各个层次，每个报文都分为两部分，一是数据部分，即SDU；二是控制信息部分，即PCI，它们共同组成PDU
    • 服务数据单元SDU
      • 为完成用户所要求的功能而应传送的数据
    • 协议控制信息PCI
      • 控制协议操作的信息
    • 协议数据单元PDU
      • 对等层次之间传送的数据单位成为该层的PDU
  • 计算机网络协议，接口，服务的概念
    • 协议
      • 规则的集合
      • 由语法语义和同步三部分组成
        • 语法
          • 规定了传输数据的格式
        • 语义
          • 规定了所要完成的功能
        • 同步
          • 规定了执行各种操作的条件，时序关系
    • 接口
      • 同一结点内相邻两层间交换信息的连接点
    • 服务
      • 下层为紧邻的上层提供的功能调用
      • 上层使用下层所提供的服务时必须与下层交换一些命令，在OSI参考模型中称为服务原语
        • 请求
        • 指示
        • 响应
        • 证实
      • 可以分三类
        • 面向连接服务与无连接服务
        • 可靠服务和不可靠服务
        • 有应答服务和无应答服务
  • ISO/OSI参考模型和TCP/IP模型
    • 物理层
      • 单位
        • 比特
      • 任务
        • 透明的传输比特流
      • 功能
        • 在物理媒体上为数据端设备透明地传输原始比特流
      • 通信链路与通信结点的链接需要一些电路接口，物理层规定了这些接口的一些参数
      • 物理层也规定了通信链路上传输的信号的意义和电气特征
    • 数据链路层
      • 传输单位
        • 帧
      • 任务
        • 讲网络层传来的ip数据报组装成帧
      • 功能
        • 成帧
        • 差错控制
        • 流量控制
        • 传输管理
    • 网络层
      • 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
      • 关键问题
        • 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
    • 传输层
      • 单位
        • 报文段(TCP)或用户数据报(UDP)
      • 功能
        • 为端到端链接提供可靠的传输服务，为端到端链接提供流量控制，差错控制，服务质量，数据传输管理等服务
    • 会话层
      • 允许不同主机上的各个进程直接进行会话
      • 负责管理主机间的会话进程，包括建立，管理及终止进程间的会话
    • 表示层
      • 主要处理在两个通信系统中交换信息的表示方式不同，不同机器采用的编码和表示方法不同，使用的数据结构也不同
    • 应用层
      • 用户与网络的界面
      • 应用层为特定类型的网络应用提供访问OSI参考模型环境的手段
    • TCP/IP模型
      • 网络接口层
        • 类似物理层和数据链路层，表示与物理网络的接口
      • 网际层
        • 和网络层功能非常相似
      • 传输层
        • 和传输层相似，使得发送端和目的端主机上的对等实体进行会话
        • 传输控制协议
          • 面向连接的，数据传输的单位是报文段，能够提供可靠的交付
        • 用户数据报协议
          • 无连接的，传输单位是数据报，不保证提供可靠的交付，只能提供尽最大努力交付
      • 应用层
        • 包含所有高层协议