计算机网络的定义详解(一):
一、计算机网络的定义
实际上,当前对计算机网络的精确定义尚未统一。
可是,计算机网络最简单的定义能够描述为:一些互相连接的、自治的计算机的集合。
注意三个关键词:互连、自治和集合。
互连:是指计算机之间能够经过有线或无线的方式进行数据通信。
自治:是指独立的计算机,它有自我的硬件和软件,能够单独运行使用。
集合:是指至少要有两台计算机。
随着互联网的普及和发展,对计算机网络的定义也会随之变化,对计算机网络比较好的定义是: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(例如,传送数据或视频信号)。这些可编程的硬件能够用来传送多种不一样类型的数据,并能支持广泛的和日益增长的应用。
所以,计算机网络应当是面向通用场景,不仅仅仅局限于一般计算机,还应当包括智能硬件;不仅仅仅局限于当前应用,还能支持日后可能出现的各种新应用;
总之,计算机网络应当是面向未来、拥抱变化!
二、计算机网络的分类
一般有如下几种分类方式:
按交换技术分类、按拓扑结构分类、按传输介质分类,就不再赘述了。介绍下按使用者分类:
还有按覆盖范围分类:
这些知识我们只需要了解即可,比如看到日常使用的家用无线路由器背后的WAN和LAN不要慌张:
路由器上的WAN口是用来连接公网,或者说是连接宽带运营商设备的。例如电话线上网时WAN口用来连接Moden(猫);光纤上网时,WAN口用来连接光猫;网线入户上网时,WAN口用来连接入户网线。
而路由器上的LAN口(1、2、3、4),是用来连接内网(局域网)中的设备的,主要是用来连接电脑、交换机、打印机等设备的。
三、计算机网络的性能指标
性能指标能够从不一样的方面来度量计算机网络的性能,常用的计算机网络的性能指标有以下8个:
3.1、速率
速率会涉及一个单位叫做比特,一个比特就是二进制数字中的一个1或0。
在描述大小的时候,比如内存为8GB,会用到比特;当描述速率的时候,也会用到比特,一般称为比特率。下图是两种描述方式的换算过程。
需要注意上图,描述数据量和描述速率的时候,计算单位是不一样的(一个是1024,一个是1000,这个点比较基础,不展开说明)。
比如有这样的题目:有一个待发送的数据块,大小为100MB,网卡的发送速率为100Mbps,则网卡发送完该数据库需要多长时光?
计算过程为:
3.2、带宽
带宽与速率往往会引起混淆!
速率往往涉及物理概念,描述的是一个网络线路中硬件所能承载的最大的bits值。举个例子,一段网络电缆,根据其物理特性,速率最多也就是10Gbps。
我们能够将bit想象为一种会跑的生物,0是雄性生物,1是雌性生物,这些生物从一个管子中出来,然后在线路中奔跑,他们奔跑的速度就是咱们那里讨论的速率。
不一样的硬件会有不一样的速率,速率由物理介质本身的特性决定,我们能够认为,只要不更换硬件线路,那么速率永久变化不了。
带宽涉及逻辑概念,还是拿刚才的bit生物为例,这些生物是从一个管子中被生产出来的,假设此刻有两根管子,生物仍然是那个生物,生物奔跑的速率也不变,那么在同一时光内,你看到的出来的生物多了一倍,因为此刻是两根管子。
我们生活中能够花更多的钱对宽带进行升级,比如200M升级为500M。那里相当于多搞一个管子或者将管道调粗,这样网络体验会更好。
我们以生产汽车和销售汽车为例比较理解:
由于此刻基本都是光纤入户,速率基本上已经到达上限,所以这块基本没有什么回旋的余地,很少有人在那里做文章,更多的时候关注的就是带宽,增大带宽会显著提高网速,这就是百兆宽带和千兆宽带为什么体验完全不一样的原因,当然了,网速还有其他的因素干扰,那里就不展开说明了。
回到计算机网络的世界,我们再来理下带宽和速率的区别和联系。
带宽越大,说明网络中这个节点把数据注入链路中的时光越短,就是说发送时延比较短。
注入到链路后,就是传播问题了,那里涉及传播时延,跟物理介质关系比较大,比如经过网线传输和经过光纤传输,速度显然不一样。
关于这两个时延,下头会详细说。
3.3、吞吐量
吞吐量:单位时光内经过某个网络(或信道、接口)的实际数据量。
吞吐量被经常用于对现实世界中网络的一种测量,以便明白实际上到底有多少数据量能够经过网络。
举例说明吞吐量的概念:假设某个用户接入因特网的带宽为100Mbs,该用户某天同时做了几件事:观看在线视频(下载速率为20Mbs)、浏览网页(下载速率600kbs)、上传文件(上传速率为1Mbs),那么此时网络吞吐量就是下载速率和上传速率的总和,即20Mbs+600kbs+1Mbs=21.6Mbs。
速率和带宽实际上是一种理论最大值,那么吞吐量就是描述实际网络情景的指标,由于网络环境复杂,可能由于网络波动、拥塞、硬件损坏等原因,导致出现某时刻速率的变动。
所以,吞吐量是受到网络带宽和速率限制的一个参数,容易想到,它是不可能超过带宽值或最大速率值的。
3.4、时延
我们来想一个问题:分组从源主机传送到目的主机的过程中,都会在哪些地方产生时延?
第一个是发送时延:数据包从主机里面发送到通信链路上(从第一个比特到最终一个比特)需要必须的时光。
第二个是传播时延:分组数据包的信号在通信链路上传输需要花费时光。
第三个是处理时延:路由器对分组数据包进行存储转发需要花费时光,那里包含了排队、检查是否有误码等处理时光。
一般来说,源主机与目的主机之间的路径会有多段链路和多个路由器构成的,所以会有多个传播时延和处理时延。
发送时延如何计算呢?
发送时延=分组长度发送速率。网卡的发送速率、信道带宽、交换机的接口速率,它们共同决定着主机的发送速率。能够理解到,发送时延与距离无关。
传播时延=信道长度 电磁波传播速率。电磁波在不一样介质中的传播速率是不一样的!所以要计算传播时延,首先应当确定采用的是什么传播媒体,进而能够确定电磁波在该传输媒体中的传播速率。
电磁波在自由空间中传播速率约为30万公里每秒,而在铜线中的传播速率约为23万公里每秒,光纤中速率约为20万公里每秒。
是的,你没有看错,光纤传播速度没有铜线快。那为什么光纤中的传播速度要低一些呢?
其实道理很简单,光纤的传播原理,大家应当很清楚,是利用了光的全反射,所以光纤的传播方式,实际走的距离要大于光纤的长度,故速度上会低于铜线的电信号传播速度。
那为什么基本不用铜线,而都用光纤呢?那里就涉及到佷多因素研究了,后面文章会说明,本篇文章就不展开说了。
处理时延没有简单的计算公式,因为它不方便计算。因为网络中的数据流量是动态变化的,所以,路由器的繁忙程度也是动态变化的;另外,各种路由器的软硬件性能也可能有所不一样,所以,很难用一个公式计算来源理时延!有的教材中还有一个排队时延(分组数据包在路由器中的排队等待时光),在那里将排队时延与处理时延合并为处理时延。
至于哪种时延占据主导因素,应当具体问题具体分析,而不要想当然认为传播时延就是占整体时延的主导。关于时延,那里就说这么多,下篇文章我们详细展开来探讨下。
3.5、往返时光
在许多情景下,因特网的信息不仅仅仅单方向传输,而是双向交互的,我们有时很需要明白双向交互一次所需的时光,往返时光RTT(Round-Trip Time)是用来描述这个性能指标的参数。
RTT表示从发送端发送数据开始,到发送端收到来自接收端的确认(接收端收到数据后便立即发送确认),总共经历的时延。
往返延时(RTT)由三个部分决定:链路的传播时光、末端系统的处理时光以及路由器的缓存中的排队和处理时光。
其中,前面两个部分的值作为一个TCP连接相对固定,路由器的缓存中的排队和处理时光会随着整个网络拥塞程度的变化而变化。所以RTT的变化在必须程度上反映了网络拥塞程度的变化。
3.6、时延带宽积
时延带宽积=传播时延*带宽,时延带宽积就是传播时延和带宽的乘积。
如图,我们将链路看作是一个圆柱形管道,管道的长度就是链路的传播时延,管道的截面积是链路的带宽,所以,时延带宽积就相当于这个管道的容积,表示这样的链路能够容纳的比特数量。
假设主机A和主机B之间采用光纤通信,链路长度为1km,链路带宽为1Gbs,光在光纤中传播速率为2*10^8ms,当即A给主机B持续发送数据,此时时延带宽积等于:1km(2*10^8ms)*1Gbs=5000b,本例证明,若发送端连续发送数据,则在发送的第一个比特即将到达终点时,发送端已经发送了5000个比特,而这些比特都正在链路上向前传播。
关于意义,这个跟拥塞窗口机制有关,具体点说,这个值与TCP中的接收窗口rwnd息息相关。(窗口机制是TCP中比较核心的点,那里不理解也是能够暂且跳过的)
这个rwnd是啥呢?实际上是针对接收方而言的,用来表示自我最大能处理多少数据,多了会吃不消。
当很多请求同时进来时,接收方往往会有一个缓冲区来缓冲,而缓冲区大小往往就能够根据那里的时延带宽积来确定。如果想尽量提高吞吐量,则rwnd要尽可能到达时延带宽积的值,同时也不能超出接收端的最大处理本事,不然就会造成接收端的缓冲区不够用或处理超时等异常情景。
3.7、利用率
信道利用率:用来表示某信道有百分之几的时光是被利用的(有数据经过)。
网络利用率:全网络的信道利用率的加权平均。
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,所以,信道利用率并非越高越好。
如果D0表示网络空闲时的时延,D表示网络当前的时延,那么在适当的假定条件下,能够用下头的简单公式来表示D、D0和利用率U之间的关系:D = D0 (1 - U)
当网络的利用率到达50%时,时延就要加倍;
当网络的利用率超过50%时,时延急剧增大;
当网络的利用率接近100%时,时延就趋于无穷大;
所以,一些拥有较大主干网的ISP通常会控制它们的信道利用率不超过50%,如果超过了,就要准备扩容,增大线路的带宽;
也不能使信道利用率太低,这会使宝贵的通信资源白白浪费,应当使用一些机制,能够根据情景动态调整输入到网络中的通信量,使网络利用率坚持在一个合理的范围内(容易想到,控制在百分之50内是比较合理的)。
3.8、丢包率
是指在必须的时光范围内,传输过程中丢失的分组数量与总分组数量的比例。当网络丢包率较高时,通常无法使网络应用正常工作。
分组丢失主要有两种情景:
分组在传输过程中出现误码,被节点校验失败而丢弃;
分组到达一台队列已满的分组交换机时被丢弃,在通信量较大时就能够造成网络拥塞!当交换机(路由器)输入缓冲区已满,此时发送的分组到达该路由器时,路由器没有存储器空间暂存该分组,只能将其丢弃!实际上,路由器会根据自身的拥塞控制方法,在输入缓存还未满的时候就主动丢弃分组;
丢包率能够直观反映网络的拥塞情景,当丢包率较高时网络应用将无法正常工作:
无拥塞时丢包率为0;
轻度拥塞时丢包率为1%到4%;
严重拥塞时丢包率为5%到15%;
计算机网络的定义详解(二):
一:计算机网络的定义
计算机网络的现代计算机技术与通信技术相互渗透,密切结合的产物,是随着社会对信息共享和信息传递的日益增强的需求而发展起来的,所谓计算机网络,就是利用通信设备和线路将地理位置不一样的,功能独立的多个计算机系统互联起来,以功能完善的网路软件(即网络通信协议,信息交换方式和网络操作系统等)实现网络汇总资源共享和信息传递的系统
二:计算机网络的组成
一个计算机网络是由资源子网和通信子网构成的,资源子网负责信息处理,通信子网负责全网中的信息传递.
资源子网包括供给资源的主机HOST和请求资源的终端T,它们都是信息传输的源节点或宿节点,有时也统称为端节点
通信子网主要由网络节点和通信链路组成,网络节点也称为转接节点或中间节点,它们的作用是控制信息的传输和在端节点之间转发信息,根据不一样的作用,网络节点能够是分组交换设备PSE,分组装配拆卸设备PAD,集中器C,网络控制中心NCC,网间连接器G也称网关或它们的组合,这些功能一般都由专用于通信的计算机来完成,所以也常将网络节点统称为借口信息处理机IMP
通信链路即传输信息的信道,它们能够是电话线,同轴电缆或光电缆,也能够是无线电,卫星或微波信道.信息在两端节点之间传输时,可能要经过多个中间节点的转发,这种传输方式称为"存储-转发",广域网WAN中一般都采用这种传输方式,需要说明的是,局域网LAN一般采用"广播"传输方式,局域网中的网络节点都简化为安装于主机或工作站中的网卡.
三:计算机网络的功能与应用
1)计算机网络的功能
计算机网络的实现,为用户构造分布式的网络计算环境供给了基础,它的主要表此刻硬件资源共享,软件资源共享和用户间信息交换三个方面
① 硬件资源共享.能够在全网范围内供给对处理资源,存储资源,输入输出资源等,昂贵设备的共享,从而使用户节省投资,也方便集中管理与均衡分担负荷
② 软件资源共享.允许互联网上的用户远程访问各类大型数据库,能够得到网络文件传送服务,远地进程管理服务和远程文件访问服务,从而避免软件研制上的重复劳动以及数据资源的重复存贮,也便于集中管理.
③ 用户信息交换,计算机网络为分布在各地的用户供给了强有力的通信手段,用户能够经过计算机网络传送电子邮件,发布新闻消息和进行电子商务活动.
2)计算机网络的应用
计算机网络在资源共享和信息交换方面所具有的功能,是其他系统所不能代替的,计算机网络所具有的高可靠性,高性能价格比和易扩充性等优点,使得它在工业,农业交通运输,邮电通信,文化教育,商业,国防以及科学研究等各个领域,各个行业获得了越来越广泛的应用:
① 办公自动化OA.办公自动化系统,按计算机系统结构来看是一个计算机网络,每个办公室相当一个工作站,它集计算机技术,数据库,局域网,远距离通信技术以及人工智能,声音,图像,文字处理技术等综合应用技术之大成,是一种全新的信息处理方式.办公自动化系统的核心是通信,供给的通信手段主要为数据声音综合服务,可是会议服务和电子邮件服务.
② 远程教育 . 远程教育是以一种利用在线服务系统,开展学历或非学历教育的全新教学模式,远程教育能够供给几乎大学中所有的课程,学院们经过远程教育,同样能够得到正规大学从学士到博士的所有学位,这种教育方式,对于从事工作而仍想完成高学位的人士异常有吸引力
远程及哦啊与的基础设施是电子大学网络EUN,EUN的主要作用是想学员供给课程软件及主机系统的使用,支持学员完成在线课程,并负责行政管理,合作协同等,
③ 电子银行 . 电子银行也是一种在线服务系统,是一种由银行供给的基于计算机和计算机网络的新型金融服务系统,电子银行的功能包括:金融交易卡服务,自动存取款作业,销售点自动转账服务,电子汇款与清算等,其核心为金融交易卡服务,金融交易卡的诞生,标志了人类交换方式从物物交换,货币交换到信息交换的又一次飞跃.
④ 证券及期货交易.证券及期货交易由于其获利巨大,风险巨大,且行情变化迅速,投资者对信息的依靠显得格外重要,金融业经过在线服务计算机网络供给证券市场分析,预测,金融管理,投资计划等需要很多计算机工作的服务,供给在线股票经纪人服务和在线数据库服务
⑤ 学校网
⑥ 企业网络.集散系统和计算机集成制造系统是两种典型的企业网络系统. 集散系统实质上是一种分散型自动化系统,又称做以未处理机为基础的分散综合自动化系统,集散系统具有分散监控和集中综合管理两个方面的特征,而更将'集'字放在首位,更注重于全系统信息的综合管理.
集散系统一般分为三级:过程级,监控级与管理信息级,集散系统是分散于现场的以微机为基础的过程检测单元,过程监控单元,图文操作站及主机(上位机)集成在一齐的系统,它采用了局域网技术,将多个过程监控,操作站和上位机互连在一齐,将通信功能增强,信息传输速度加快,吞吐量加大,为信息的综合管理供给了基础,因为CIMS具有提高生产率,缩短生产周期等一系列极具吸引力的有点.
⑦ 智能大厦和机构化综合布线系统
四:计算网络的分类
1)按拓扑类型分类
"拓扑"这个名词是从几何学中借用来的,网络拓扑是指网络形状,或者是它物理上的连通性,网络的拓扑结构主要有:
星型拓扑
总线拓扑
环形拓扑
树形拓扑
混合形拓扑
网形拓扑
拓扑结构的选择往往与传输介质的选择及介质访问控制方法的确定精密相关,在选择网络拓扑结构时,应当研究的主要因素有下列几点:
① 可靠性.尽可能提高可靠性,保证所有数据流能准备理解,还要研究系统的可维护性,使故障检测和故障隔离较为方便
② 费用, 建网时需研究适合特定应用的信道费用和安装费用
③ 灵活性,需要研究系统在今后扩展或改动时,能容易地重新配置网络拓扑结构,能方便地处理原有站点的删除和新站点的加入
④ 响应时光和吞吐量,要为用户供给尽可能短的响应时光和最大的吞吐量
网络拓扑能够根据通信子网中的通信信道类型分为两类:
① 点-点线路通信子网的拓扑
② 广播信道通信子网的拓扑
在采用点-点线路的通信子网中,每条物理线路连接一对节点,采用点-点线路的通信子网的基本拓扑构型有4种:星型,环形,树形,网状型
在采用广播信道的通信子网中,一个公共的通信信道被多个网络节点共享,采用广播信道通信子网的基本拓扑主要有4种:总线型,树形,环形,无线通信与卫星通信型
网络拓扑图的特点:
1)星型拓扑:是由中央节点和经过点到点通信链路接到中央节点的各个站点组成,中央节点往往是一个集线器,中央节点执行集中式通信控制策略,所以中央节点相当复杂,而各个站点的通信处理负担都很小,
星型拓扑结构具有以下优点:
① 控制简单,在星型网络中任何一站点只和中央节点相连接,因而介质访问控制方法很简单,致使访问协议也十分简单,易于网络的控制和管理
② 故障诊断和隔离容易,在星型网络中,中央节点对连接线路能够逐一地隔离开来进行故障检测和定位,单个连接点的故障只影响一个设备,不会影响全网
③ 方便服务, 中央节点可方便地对各个站点供给服务和网络重新配置
缺点:
① 电缆长度和安装工作量可观,因为每个站点都要和中央节点直接连接,需要耗费很多的电缆,安装,维护的工作量也骤增
② 中央节点的负担较重,构成'瓶颈',一旦发生故障,则全网受影响,因而对中央节点的可靠性和冗余度方面的要求很高
③ 各站点的分布处理本事较低
2)总线拓扑:总线拓扑结构采用一个广播信道作为传输介质,所有站点都经过相应的硬件接口直接连到这一公共传输介质上,该公共传输介质即称为总线,任何一个站发送的信号都沿着传输介质传播,并且能被所有其它站所理解,因为所有站点共享一条公用的传输信道,所以一次只能由一个设备传输信号,通常采用分布式控制策略来确定那个站点能够发送
优点:
① 总线结构所需要的电缆数量少
② 总线结构简单,又无源工作,有较高的可靠性
③ 易于扩充,增加或减少用户比较方便
缺点:
① 总线的传输距离有限,通信范围受到限制
② 故障诊断和隔离较困难
③ 分布式协议不能保证信息的及时传送,不具有实时功能,大业务量降低了网络速度,站点必须是智能的,要有介质访问控制功能,从而增加了站点的硬件和软件开销
3)环形拓扑:环形拓扑网络由站点和链接站点的链路组成一个闭合环,每个站点能够链接从一条链路传来的数据,并以同样的速率串行地把该数据沿环送到另一条链路上,这种活动链路能够是单向的,也能够是双向的,数据以分组形式发送
优点:
① 电缆长度短,环形拓扑网络所需的电缆长度和总线拓扑网络相似,但比星型拓扑网络要短很多
② 可使用光纤,光纤的传输速率很高,十分适合环形拓扑的单方向传输
③ 所有计算机都能公平地访问网络的其他部分,网络性能稳定
缺点:
① 节点的故障会引起全网故障,这是因为环上的数据传输要经过接在环上的每一个节点,一旦环中某一节点发生故障就会引起全网的故障,故障检测困难
② 环节点的加入和撤出过程较复杂
③ 环形拓扑结构的介质访问控制协议都采用令牌传递的方式,在负载很轻时,信道利用率相对来说就比较低
4)树形拓扑:能够看成是总线和星型拓扑的扩展,形状像一颗倒置的树,顶端是树根,树根以下带分支,每个分支还可再带子分支,树根理解各站点发送的数据,然后在用广播发送到全网
优点:
①易于扩展,这种结构能够延伸出很多分支和子分支,这些新节点和新分支都能容易地加入内网
② 故障隔离较容易,
缺点:各个节点对根的依靠性太大,如果根发生故障,则全网不能正常工作,从这点来看,树形拓扑结构的可靠性有点类似于星型拓扑结构
5)混合形拓扑:将以上两种单一拓扑结构混合起来,去两者的优点构成的拓扑称为混合型拓扑结构
优点:
① 故障诊断和隔离较为方便
② 易于扩展
③安装方便
缺点:
① 需要选用带智能的集中器
② 像星型拓扑结构一样,集中器到各个站点的电缆安装长度会增加
6)网形拓扑:这种结构在广域网中得到了广泛的应用,它的优点是不受瓶颈问题和失效问题的影响,由于节点之间有许多条路径相连,能够为数据流的传输选择适合的路由,从而绕过失效的部件或过忙的节点,这种结构虽然比较复杂,成本也比较高,供给上述功能的网络协议也较复杂,但由于它的可靠性高,仍然收到用户的欢迎
五:按网络的交换方式分类
电路交换:类似于传统的电话交换方式,用户在开始通信前,必须申请建立一条从发送端到接收端的物理通信,并且在双方通信期间始终占用该信道
报文交换:数据单元是要发送的一个完整报文,其长度并无限制,报文交换采用存储-转发原理,类似古代的邮政信道,邮件由途中的驿站逐个存储转发一样,报文中包含目的的地址,么个中间节点要为途径的报文选着适宜的路径,使其能最终到达目的端
分组交换:也称为交换方式,分组交换网的出现作为计算机网络新时代的开始,采用分组交换方式通信前,发送端先将数据划分为一个个等长的单位(即分组),这些分组逐个由各中间节点采用存储-转发方式进行传输,最终到达目的端,由于分组长度有限,能够在中间节点机的内存中进行存储处理,其转发速度大大提高
六:按网络的覆盖范围分类
按地理分布范围来分类,计算机网络能够分为广域网,局域网,和城域网三种
广域网(WAN)也称为远程网,七分部范围可达数百至数千公里,可覆盖一个国家或几个州,构成国际性的远程网络,广域网的通信子网能够利用公共分组交换网,卫星通信和无线分组交换网,
局域网(LAN)是将小区域内的各种通信设备互联在一齐的网络,其分布范围局限在一个办公室,一栋大楼或一个学校内,用于连接个人计算机,工作站和各类外围设备以实现资源共享和信息交换,其主要特点是:覆盖优思安的地理范围;供给高数据传输速率,低误码率的高质量数据传输环境
城域网(MAN)是分布换位介于局域网和广域网之间的一种高速网络,满足几十公里范围内的很多企业,机关,公司的多个局域网互联的需求,其目的是在一个较大的地理区域内供给数据,声音和图像的传输
七:按网络传输技术分类
网络采用的传输技术有两类:广播方式和点对点方式
在广播式网络中,多有联网计算机都共享一个公共信道,当一台计算机利用共享信道发送报文分组时,所有其它计算机都会"收听"到这个分组.由于发送的分组中带有目的地址和源地址,如果几首到该分组的计算机的地址与该分组的目的地址相同,则理解该分组,否者丢弃该分组,所以在广播式网络中发送的报文分组的目的地址能够有2类:单播地址,多播地址和广播地址
在点对点式网络中,没条物理线路连接一对计算机,如果源节点与目的节点之间没有直接连接的线路,name源节点发送的分组就要经过中间节点的理解,存储于转发,自至传输发哦目的节点,所以从源节点到目的节点可能存在多条路径,决定分组从通信子网的源节点到达目的节点的路由需要有路由选择算法,采用存储准发和路由选择机制是点对点式网络与广播式网络的重要区分之一
计算机网络的定义详解(三):
1、网络
(1)那里说的网络指的就是电信网络,有线电视网络和计算机网络
(2)计算机网络向用户供给的最重要的两个功能:连通性和共享
(3)网络由若干结点node和连接这些结点的链路link组成,网络中的结点能够是计算机,集线器,交换机或路由器
2、互联网,因特网
(1)网络把许多计算机连接在一齐,而互联网则把许多网络连接在一齐,因特网是世界上最大的互联网
(2)习惯上把连接在因特网上的计算机成为主机host
(3)ISP:因特网服务供给商Internet Service Provider,比如电信移动联通
3、因特网的组成
(1)边缘部分:由所有连接到因特网的的主机组成,这部分是用户直接使用的,用来进行通信和资源共享
(2)核心部分:由很多网络和连接这些网络的路由器组成,这部分是为边缘部分供给服务的(供给连通性和交换)
4、因特网边缘部分
(1)主机之间运行程序的通信方式
(a)客户服务器方式:即运行在主机上的客户端程序和服务端程序之间进行通信
(b)对等连接方式P2P:指两台主机在通信时并不区分哪一个是服务请求方还是服务供给方,只要两台主机都运行对等连接软件也就是P2P软件,就都能够下载已经存储在硬盘中的共享文档,所以也被称为P2P文件共享
5、因特网核心部分
在核心部分起特殊作用的是路由器,是一种专用计算机但不是主机,路由器是实现分组交换的关键部件,其任务是转发收到的分组这也是网络核心部分最重要的功能
(1)传统的电路交换:经过 建立连接(占用通信资源) --> 通话(一向占用通信资源)--> 释放连接(归还通信资源)三个步骤的交换方式
(2)分组交换:存储转发技术,通常我们把要发送的整块数据称为一个报文,报文由一个个等长的数据段组成,每个数据段前加上一些必要的控制信息组成的首部,就构成了一个分组。分组又称为包,分组的首部又叫做包头
(3)主机的用途是为用户进行信息处理的,路由器的用途是用来转发分组的,即进行分组交换的。路由器收到一个分组,先暂时存储下来,再检查其首部,查找路由表,按照首部中的目的地址找到适宜的接口转发出去,把分组交给下一个交换机。
注意:路由器暂时存储的是一个个短分组,而不是整个的长报文,短分组暂存在路由器的存储器(即内存)中而不是存放在磁盘中,这就保证了较高的交换效率
(4)分组交换带来的问题:
(a)路由器在转发分组时需要花费必须的时光,这就会造成时延
(b)各组分必须携带的控制信息(比如源地址和目的地址)也造成了必须的开销
6、计算机网络类别之作用划分
(1)广域网:WAN,广域网的作用范围通常为几十到几千公里,是因特网的核心部分,其任务是经过长距离(例如跨越不一样的国家)运送主机所发送的数据
(2)城域网:MAN,城域网的作用通常是一个城市,可跨越几个街区甚至整个城市。城域网能够为一个或几个单位所拥有,但也能够是一种公用设施,用来将多个局域网进行互连
(3)局域网:LAN,局域网一般用微型计算机或工作站经过高速通信线路相连,但地理上则局限在较小的范围
(4)个人区域网:PAN,个人区域网就是在个人工作的地方把属于个人使用的电子设备用无线技术接连起来的网络
7、计算机网络类型之用户划分
(1)公用网:public network,是指电信公司(国有或私有)出资建造的大型网络
(2)专用网:private network,是某个部门为本单位的特殊业务工作的需要而建造的网络,这种网络不向本单位以外的人供给服务
8、计算机主要性能指标
(1)速率:数据的传送速率,也称为数据率或比特率,比特是计算机中数据量的单位,bpsBps分别代表每秒传送多少位bit或多少字节Byte
(2)带宽:bandwidth,在计算机网络中表示通信线路所能传送数据本事,在单位时光内从网络中的某一点到另一点所能经过的最高数据率
(3)吞吐量:在单位时光内经过某个网络(或者信道,接口)的数据量,吞吐量更经常的用于对现实世界中网络的一种测量,以便明白实际上到底有多少数据量能够经过网络
(4)时延:delaylatency,指数据(一个报文或分组,甚至比特)从网络(或链路)的一端传送到另一端所需要的时光,有时也称为延迟或迟延,网络中的时延由以下几个部分组成:
(a)发送时延:是主机或路由器发送数据帧所需要的时光,也就是从发送数据帧的第一个比特到最终一个比特花费的时光
(b)传播时延:电磁波在信道中需要传播必须的距离而花费的时光
(c)处理时延:主机或路由器在收到分组时要花费必须的时光进行处理
(d)排队时延:分组在进行网络传输时,要经过许多的路由器,但分组在进入路由器后要先在输入队列中排队等待处理,在路由器确定了转发接口后还要在输出队列中排队等待转发
(5)利用率:分为信道利用率和网络利用率,信道利用率指出某信道有百分之几的时光是被利用的(有数据经过),完全空闲的信道的利用率是0。网络利用率则是全网络的信道利用率的加权平均值