计算机网络

第一章 概述

1.1 因特网概述

• 名词解释：因特网服务提供者ISP（Internet Service Provider）

1.2 三种交换方式

1. 电路交换：

• 优点：通信时延小、有序传输、没有冲突、适用范围广、实时性强、控制简单；
• 缺点：建立连接时间长、线路独占使用效率低、灵活性较差、难以规格化；

2. 报文交换：

• 优点：无需建立连接、动态分配线路、提高线路可靠性、提高线路利用率、提供多目标服务；
• 缺点：引起了转发时延、需要较大的存储缓存空间、需要传输额外的信息量；

3. 分组交换

• 优点：无需建立连接、线路利用率高、简化了存储管理、加速传输、减少出错概率和重发数据量；
• 缺点：引发了转发时延、需要传输额外的信息量、对于数据报服务，存在失序、丢失或重复分组的问题；对于虚电路服务，存在呼叫建立，数据传输和虚电路释放三个过程。

1.3 计算机网络的分类

1. 按交换技术分类：电路交换网络、报文交换网络、分组交换网络；
2. 按使用者分类：公用网、专用网；
3. 按传输介质分类：有线网络、无线网络；
4. 按覆盖范围分类：广域网WAN、城域网MAN、局域网LAN、个域网PAN；
5. 按拓扑结构分类：总线型网络、星型网络、环型网络、网状型网络。

1.4 计算机网络的性能指标

常用的性能指标有以下8个：

• 速率：连接在计算机网络上的主机在数字信道上传送比特的速率，也称为比特率或数据率；其中比特是计算机中的数据量的单位；

• 带宽：信号所包含的各种不同频率成分所占据的频率范围（在模拟信号系统中）；单位Hz（kHz， MHz， GHz）；用来表示网络的通信线路所能传送数据的能力，因此网络带宽表示在单位时间内从网络某一点到另一点所能通过的”最高数据率“（在计算机网络中）；
• 吞吐量：吞吐量表示在单位时间内通过某个网络(或信道、接口)的数据量；
• 时延

• 时延带宽积 = 传播时延 * 带宽 若发送端连续发送数据，则在所发送的第一个比特即将到达终点时，发送端就已经发送了时延带宽积个比特;
  链路的时延带宽积又称为以比特为单位的链路长度；

• 往返时间

• 利用率：

  • 信道利用率：用来表示某信道有百分之几的时间是被利用的(有数据通过)；
  • 网络利用率：全网络的信道利用率的加权平均；
  • 注意：根据排队论，当某信道的利用率增大时，该信道引起的时延也会迅速增加因此，信道利用率并非越高越好；

  

• 丢包率：丢包率即分组丢失率，是指在一定的时间范围内，传输过程中丢失的分组数量与总分组数量的比率；

  • 分组丢失主要有两种情况:
  • 分组在传输过程中出现误码，被结点丢弃;
  • 分组到达一台队列已满的分组交换机时被丢弃;在通信量较大时就可能造成网络拥塞。

1.5 常见的计算机网络体系结构

1.6 计算机网络体系结构中的专业术语：

• 实体、协议、服务

• 协议的三要素：语法、语义、同步

  • 语法：定义所交换信息的格式：

  

  • 语义：定义收发双方所要完成的操作
  • 同步：定义收发双方的时序关系

• 语义：定义收发双方所要完成的操作
• 同步：定义收发双方的时序关系