【計算機網路筆記Part1】基本概述

2020-10-26 13:00:43

1.計算機網路效能指標

1.1速率:

速率即資料率或稱資料傳輸率或位元率,即連線在計算機網路上的主機在數位通道上傳送資料位數速率
單位:b/s kb/s Mb/s Gb/s Tb/s
儲存容量 1kb=2的十次方B

1.2頻寬

原本指某個訊號具有的頻頻寬度,即最高頻率與最低頻率之差,單位是赫茲(Hz)
計算機網路中的頻寬
頻寬用來表示網路的通訊線路傳送資料的能力,通常是指單位時間內從網路中的某一點到另一點所能通過的「最高資料率」。單位是位元每秒,網路裝置所支援的最高速度(理想狀況)
單位b/s(bps),1Kb/s=210 bps ;1Mb/s=220 bps ;1Gb/s=230 bps;1Tb/s=240 bps

1.3吞吐量

表示在單位時間內通過某個網路(或通道,介面)實際的資料量,單位b/s, kb/s, Mb/s
吞吐量受網路的頻寬或網路的額定速率的限制

1.4時延

指資料(報文/分組/位元流)從網路(或鏈路)的一端傳送到另一端所需的時間,也叫 延遲 或 遲延,單位是s

1.4.1傳送時延

傳送時延(發生在機器內部)
從傳送分組的第一個位元算起,到該分組的最後一個位元傳送完畢所需的時間
傳送時延=資料長度/通道頻寬(傳送速率)
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1.4.2傳播時延

傳播時延(發生在機器外部 通道上)
取決於電磁波傳播速度和鏈路長度
傳播時延=通道長度/電磁波在通道上的傳播速率 (工人揹著位元流跑起來)
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1.4.3排隊時延

主機線路由分析首部、提取資料部分、差錯檢測、路由選擇等需花費的時間
自我理解:等待輸出/輸入 鏈路可用的時間

1.4.4處理時延

在路由的輸入佇列中等待時間長度,檢錯找出口
總時延=傳送時延+傳播時延+處理時延+排隊時延
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注意事項2→容易產生的錯誤概念:
①.對於高速網路鏈路,我們提高的僅僅是資料的傳送速率而不是位元在鏈路上的傳播速率。
②.提高鏈路頻寬減小了資料的傳送時延。

1.5時延頻寬積

表示傳送的第一個位元到達終點時已傳送位元數

時延頻寬積=傳播時延×頻寬

又稱為以 位元為單位的鏈路長度 即「某段鏈路現在有多少位元」 描述資料容量效能指標

1.6往返時間RTT

從傳送方傳送資料開始,到傳送方收到接收方的確認(接收方收到資料後立刻傳送確認),總共經歷的時延

  • RTT越大,在收到確認之前,可以傳送的資料越多
  • RTT包括:
    往返傳播時延=傳播時延*2(重要)
    末端處理時間

1.7利用率

1.7.1通道利用率

通道利用率指出某通道有百分之幾的時間是被利用的(有資料通過)。完全空閒的通道的利用率是零。

1.7.2網路利用率

網路利用率則是全網路的通道利用率的加權平均值

  • 注意→①.通道利用率並非越高越好。

②.時延D與網路利用率U之間存在以下關係:

若令 D0 表示網路空閒時的時延,D 表示網路當前的時延,則在適當的假定條件下,可以用下面的簡單公式表示 D 和 D0之間的關係:
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1.7.3時延和利用率的關係圖

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2.計算機網路體系結構

2.1為什麼要分層?

相互通訊的兩個計算機系統必須高度協調工作才行,而這種「協調」是相當複雜的。「分層」可將龐大而複雜的問題,轉化為若干較小的區域性問題,而這些較小的區域性問題就比較易於研究和處理。

2.2.分層的基本原則

  • 各層之間相互獨立,每層只實現一種相對獨立的功能
  • 每層h之間介面自然清晰,易於理解,相互交流盡可能少
  • 結構上可以分割開,每層都採用最合適的技術來實現
  • 保持下層對上層的獨立性,上層單向使用下層提供的服務
  • 整個分層結構應該能促進標準化工作

2.3分層結構

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2.4體系結構→計算機網路的各層及其協定的集合

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2.4.1各層功能簡介

①.應用層:直接為使用者應用程序服務

②.運輸層:為兩個主機中程序之間通訊提供服務

③.網路層:將運輸層報文封裝後進行傳送,並選擇路由

④.資料鏈路層:在相鄰兩個主機間對等傳送

⑤.物理層:透明傳輸位元流

資料在各層之間傳遞過程示意(假定兩點直連)
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2.5 TCP/IP參考模型

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2.5.1參考模型的傳輸過程簡介

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2.6協定與服務的區別

實體→任何可傳送或接收資訊的硬體或軟體程序;

協定→控制兩個對等實體進行通訊的規則的集合;

①.協定的實現保證了向上層提供服務,下面的實體是透明的,上層只能看到下層的服務,看不到協定

②.協定是水平的,而服務是垂直的;

服務資料單位→層與層之間交換的資料的單位;

存取服務點→相鄰層交換資訊的地方稱;

部分圖片參考
2019王道考研 計算機網路