导图社区 计算机网络思维构图
计算机网络思维构图 思维导图,计算机网络主要是由一些通用的、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特定目的。这些可编程的硬件能够用来传送多种不同类型的数据,并能支持广泛的和日益增长的应用。
编辑于2023-09-24 15:25:18计算机网络
第一章 概述
1.1计算机网络在信息时代中的作用
21世纪的一些重要特征:数字化、网络化和信息化
三大网络:电信网络、有线网络和计算机网络
Internet是有数量极大的各种计算机网络互连起来的
互联网具有两个重要基本特点:连通性、共享
1.2互联网概述
计算机网络是由若干节点和连接这些节点的链路组成
互连网则许多网络通过一些路由器连接在一起,与网络相连的计算机常称为主机
互联网基础结构发展的三个阶段:单个网络ARPANET向互连网发展、三级结构的互连网、全球范围的多层次ISP结构的互联网
三级计算机网络:主干网、地区网、校园网(企业网)
ISP:互联网服务提供商
1.3互联网的组成
边缘部分:由所有连接在互联网上的主机构成。这部分是用户直接使用的
核心部分:有大量网络和连接这些网络的路由器构成,这部分是为边缘部分提供服务的。
客户-服务器方式(C/S方式):客户和服务器都是指通信中所涉及的两个应用进程
客户程序是服务请求方,服务器是服务提供方
客户程序:被用户调用后运行,在通信时主动向远地服务器发起通信(请求服务)。因此,客户程序必须知道服务器程序的地址。因此不需要特殊的硬件和很复杂的操作系统。
服务器程序:一种专门用来提供某种服务的程序,可同时处理多个 远地或本地客户的请求。系统启动后即一直不断的运行着,服务器程序不需要知道客户程序的地址。
对等连接方式(P2P方式):只要两台主机都运行P2P软件,它们就可以进行平等的对等连接通信。
互联网的核心部分:在网络核心部分起特殊作用的是路由器、路由器是实现分组交换的关键构件
电路交换的主要特点:必须经过“建立连接”、“通话”、“释放连接”三个步骤、在全部通话时间内,通话的两个用户始终占用端到端的通信资源。线路的传输效率往往很低。
分组交换的主要特点:采用存储转发技术.把要发送的整块数据称为一个报文,在发送报文之前,先把较长报文划分为一个个更小的等长数据段,每个数据段为1024bit,在每一个数据段前面,加上一些必要的控制信息组成首部后,就构成一个分组。分组又称为“包”。
分组交换的优点:高效,灵活,迅捷,可靠。
三种交换方式的主要特点:
电路交换:适用于连续传输大量的数据,且其传输时间远大于连接建立时间。 报文交换:整个报文先传送到相邻节点,全部存储下来后查找转发表。转发到下一个节点。 分组交换:单个分组(这只是整个报文的一部分)传送到相邻节点存储下来后查找转发表。转发到下一个节点。
1.5计算机网络的类别
计算机网络的定义:计算机网络主要是由一些通用的、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特定目的。这些可编程的硬件能够用来传送多种不同类型的数据,并能支持广泛的和日益增长的应用。
计算机网络所连接的硬件,并不限于一般的计算机,而是包括智能手机或智能电视等; 计算机网络并非专门用来传送数据,而是能够支持多种应用(包括今后可能出现的各种应用) “可编程的硬件”表明这种硬件一定包含有中央处理器CPU。
几种不同类别的计算机网络:
按照网络的作用范围进行分类: 广域网 WAN 城域网 MAN 局域网 LAN 个人区域网 PAN
按照网络使用者分类: 公用网(public network) 专用网 (private network)
根据拓扑结构分: 总线型 星 型 环 型 树 型
1.6计算机网络的性能
计算机网络的性能指标
速率:单位(比特 bit)数据的传送速率(数据率 或比特率)
带宽:单位:(赫 Hz)某个信号具有的频带宽度 单位:(bit/s)网络带宽表示在单位时间内网络中某信道所能 通过的“最高数据率”这种意义的带宽的单位就是数据率的单位 bit/s
吞吐量:表示在单位时间内通过某个网络的实际数据量
时延:指数据从网络的一端传送到另一端所需的时间
发送时延:是主机或路由器发送数据帧所需的时间 计算公式:发送时延=数据帧长度(bit)/发送速率(bit/s)
传播时延:是电磁波在信道中传播一定的距离需要花费的时间 计算公式:传播时延=信道长度(m)/电磁波在信道上的传播速率(m/s)
电磁波在光纤中的传播速率约为2.0*10^5m/s
对于高速网络链路,我们提高的仅仅是数据的发送速率而不是比特在链路上的传播速率
时延带宽积:时延带宽积=传播时延x带宽
1.7计算机网络体系结构
开放系统互连基本参考模型 OSI/RM 即所谓的七层协议体系结构 TCP/IP 四层的协议体系结构
协议与划分层次:为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定称为网络协议
协议是“水平的”服务是“垂直的”
语法:即数据与控制信息的结构或方式 (怎么说) 语义:即需要发出何种控制信息,完成何种动作以及做出何种响应 (说什么) 同步:即事件实现顺序的详细说明 (时序 什么时候说)
分层所带来的优势: 各层之间是独立的 灵活性好 结构上可分割开 易于实现和维护 能促进标准化工作
应用层:任务:通过应用进程间的交互来完成特定网络应用。 协议:定义的是应用进程间通信和交互的规则。 把应用层交互的数据单元称为报文(message)。 例如:DNS,HTTP,SMTP 运输层:任务:负责向两台主机中进程之间的通信提供通用的数据传输服务。 具有复用和分用的功能。 主要使用两种协议: 传输控制协议 TCP 用户数据报协议 UDP 。 TCP (Transmission Control Protocol): 提供面向连接的、可靠的数据传输服务。 数据传输的单位是报文段 (segment)。 UDP (User Datagram Protocol): 提供无连接的尽最大努力 (best-effort) 的数据传输服务(不保证数据传输的可靠性)。 数据传输的单位是用户数据报。 网络层:为分组交换网上的不同主机提供通信服务。 两个具体任务: 路由选择:通过一定的算法,在互联网中的每一个路由器上,生成一个用来转发分组的转发表。 转发:每一个路由器在接收到一个分组时,要依据转发表中指明的路径把分组转发到下一个路由器。 互联网使用的网络层协议是无连接的网际协议 IP (Internet Protocol) 和许多种路由选择协议,因此互联网的网络层也叫做网际层或 IP 层。 IP 协议分组也叫做 IP 数据报,或简称为数据报。 数据链路层:常简称为链路层。 任务:实现两个相邻节点之间的可靠通信。 在两个相邻节点间的链路上传送帧(frame)。 如发现有差错,就简单地丢弃出错帧。 如果需要改正出现的差错,就要采用可靠传输协议来纠正出现的差错。这种方法会使数据链路层协议复杂。 物理层: 任务:实现比特(0 或 1)的传输。 确定连接电缆的插头应当有多少根引脚,以及各引脚应如何连接。 注意:传递信息所利用的一些物理媒体,如双绞线、同轴电缆、光缆、无线信道等,并不在物理层协议之内,而是在物理层协议的下面。
第二章 物理层
第三章 数据链路层
第四章 网络层
第五章 运输层
第六章 应用层
第七章 网络安全
第八章 互联网上的音频/视频服务
第九章 无线网络和移动网络