互联网的组成
边缘部分: 由所有连接在互联网上的主机组成, 这部分是由用户直接使用的
核心部分: 由大量网络和连接这些网络的路由器组成, 这部分是为边缘部分提供服务的(提供连通性和交换)
边缘部分端系统之间的通信方式(计算机之间的通信)
一: 客户端-服务器方式(C/S)
概念: 客户和服务器都是指通信中所涉及的两个应用进程。客户是服务请求方, 服务器是服务提供方
客户程序:
<1> 被用户调用后运行, 在通信时主动向远地服务器发起通信。因此, 客户程序必须知道服务器程序的地址
<2> 不需要特殊的硬件和很复杂的操作系统
服务器程序:
<1> 是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
<2> 系统启动后即自动调用并一直不断地运行着, 被动地等待并接收来自各地的客户的通信请求,
服务器程序不需要知道客户程序的地址
注意: 通信可以是双向的, 我们所说的B/S其实是C/S的一种特殊情况
二: 对等连接方式P2P
概念: 是指两台主机在通信时不区分哪一个是服务请求方哪一个是服务提供方, 只要两台主机都运行了对等
连接软件(P2P软件), 它们就可以进行平等的、对等连接通信
报文&&数据段&&分组&&包
报文: 通常我们把要发送的整块数据称为报文, 比如"你好"这个数据在经过应用层(应用层, 表示层, 会话层)
的处理后则形成一个报文
数据段: 在发送报文之前, 先把较长的报文划分为一个个更小的等长数据段
分组&包: 对数据段加入一些头部(由一些必要的控制信息构成), 就构成了一个分组, 也叫包
核心部分: 分组交换
核心部分的主要部件是路由器, 它是一种专用计算机, 路由器是实现分组交换的的关键部件, 任务是转发收到的分组
电路交换主要特点: 经过"建立连接"(占用通信资源, 物理线路) => "通话"(一直占用通信资源) => "释放连接"
(归还通信资源)三个步骤的交换方式电路交换会在主叫端 => 被叫端之间建立一条连接, 也就是
一条专用的物理通路, 在通话时间内, 通话的两个用户时钟占用端到端的通信资源
分组交换的主要特点: 采用存储转发技术, 在传送数据之前不必先占用端到端的链路的通信资源, 只有在哪段链路上
传送才占用这段链路的通信资源, 分组到达一个路由器后, 先暂时存储下来, 查找转发表, 然
后从一条合适的链路转发出去, 分组在传输时就这样一段段的断续占用通信资源, 还省去了建立
连接和释放连接的开销
归纳:
电路交换: 整个报文的比特流连续地从原点直达终点, 就好像在一个管道中传送
报文交换: 整个报文先传送到相邻节点(路由器), 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(整个报文的一小部分)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
计算机网络的性能指标
一： 速率： 连接在计算机网络上的主机在数字信道上传送数据位数的速率, 也称为data rate
或者bit rate, 宽带的100M是指每秒传输100M个比特位, 而我们看到的下载速度等
10M是指每秒传输10M个字节, 所以其传输的基本单位是不一样的
二：带宽：数据通信领域中, 数字信道所能传送的最高数据率
三：吞吐量：即在单位时间内通过某个网路的数据量, 总的速率, 比如下载一个电影的速度是4M/s,
下载一个游戏的速度是3M/s, 两个下载同时进行, 所以同一时间内网卡的数据流量是
7M/s, 即为吞吐量
四：时延：一个数据（报文, 数据包等）从一个地方传送到另一个地方需要消耗的时间
发送时延：一个文件从一台电脑开始发送到发送结束消耗的时间 =>
发送时延 = 数据块长度(比特) / 信道带宽(比特/秒)
传播时延：数据包在网线上传输的时间
处理时延：路由器处理数据包的出口, 比如从A电脑发送了多个数据包, 到了路由器的时候, 需要对
不同的数据包选择不同的传输路径, 消耗的时间 即为处理时延
排对时延：路由器上, 有其他的包还没发送完成, 此时后面的包需要排对, 消耗的时间即为排对时延
五：时延带宽积: 传播时延 * 带宽, 表示同一时间在传输路径上最多有多少个比特在传输
六：往返时间：从发送方发送数据开始, 到发送方收到接收方确认信息
七：利用率
- 信道利用率: 有数据通过时间 / (有 + 无) 数据通过时间
- 网络利用率：信道利用率加权平均值
OSI参考模型(法定标准)
应用层: 所有能和用户交互产生网络流量的程序(如QQ, 但是记事本是不会产生流量的, 所以其不属于应用层),
主要协议: FTP(文件传输), SMTP(电子邮件), HTTP(万维网)
表示层: 用于处理在两个通信系统中交换信息的表示方式(语法语义), 主要协议: JPEG, ASCII
功能一: 数据格式变换(翻译官)
功能二: 数据加密解密
功能三: 数据压缩和恢复(如视频聊天摄像头捕捉的头像是比较大的, 需要进行压缩再传输)
会话层: 向表示层实体/用户进程提供建立连接并在连接上有序地传输数据, 这叫会话,
也叫建立同步(如打开两个网页, 对它们分别建立了一个会话, 对一个网页地操作不会影响其它网页),
主要协议: ADSP, ASP
功能一: 建立、管理、终止会话
功能二: 使用校验点可使会话在通信失效时从校验点/同步点继续恢复通信, 实现数据同步,
如大文件的传输出现了断网, 则可以在校验点位置进行重新传输
传输层: 负责主机中两个进程的通信, 即端到端的通信, 传输单位是报文段或用户数据报, 主要协议: TCP, UDP
功能一: 可靠传输(在目标主机返回了确认信息时才发送下一个数据包, 如果一定时间没收到则补发)
不可靠传输(一个数据包就可以解决数据发送), 可靠传输会传输多个包, 顺序发送各个包
功能二: 差错控制
功能三: 流量控制, 防止缓存满, 发送方和接收方的速率不一样(端对端的流量控制)
功能四: 复用分用, 通过端口号来区分传输层的数据传送到哪个应用程序
网络层: 主要任务是把分组从源端传送到目的端, 为分组交换网上的不同主机提供通信服务,
主要协议: IP, IPX, ICMP, IGMP, ARP, RARP,OSPF,传输单位是数据报, 对于
太大的数据报, 会将其分为多个分组来进行发送
功能一: 路由选择(最佳路径)
功能二: 流量控制
功能三: 差错控制
功能四: 拥塞控制, 如所有节点都来不及接收分组, 而要丢弃大量分组的话, 网络就处于拥塞状态。
因此要采取一定的措施来缓解这种拥塞
设备：路由器
数据链路层: 主要把网络层传下来的数据报组装成帧, 传输单位是帧, 主要协议: SDLC, HDLC, PPP, STP
功能一: 成帧(定义帧的开始和结束)
功能二: 差错控制(帧错+位错)
功能三: 流量控制(点对点的流量控制)
功能四: 访问控制, 控制信道的访问(点对点的ADSL网络, 需要账号密码)
设备：交换机
物理层: 主要任务是在物理媒体上实现比特流的透明传输, 传输单位是比特, 透明传输是指不管所传数据
是什么样的比特组合, 都应当能够在链 路上传送, 主要协议: Rj45, 802.3
功能一: 定义接口特性(如插口的孔的个数)
功能二: 定义传输模式(单工、半双工、双工), 单工即固定了发送方和接收方, 半双工即双方都
可以是发送方,但同一时间只能由一方发送数据, 双工即双方可以同时发送数据, 如打电话
功能三: 定义传输速率(如何在物理链路上传输更快的速度)
功能四: 比特同步
功能五: 比特编码(用什么样的电压表示0和1)
设备：集线器(放大信号)
TCP/IP参考模型(事实标准): 应用层, 传输层, 网际层, 网络接口层
5层参考模型: 应用层(生成报文), 传输层(报文切割为报文段/数据段), 网络层(数据报/分组/包),
数据链路层(数据段成帧), 物理层(帧成比特流)