計算機網(wǎng)絡的概述

計算機網(wǎng)絡的概述

　　現(xiàn)今,計算機網(wǎng)絡無處不在,本文首先介紹了計算機網(wǎng)絡的概念、組成及功能,然后介紹了計算機網(wǎng)絡的分類,最后介紹了計算機網(wǎng)絡與互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展歷史,使我們對計算機網(wǎng)絡有更加深刻的了解。下面是學習啦小編跟大家分享的計算機網(wǎng)絡的概述 ，歡迎大家來閱讀學習。

　　計算機網(wǎng)絡的概述

　　目錄

　　因特網(wǎng)

　　計算機網(wǎng)絡性能指標

　　網(wǎng)絡中通信

　　三種交換方式

　　網(wǎng)絡分層協(xié)議模型

　　因特網(wǎng)

　　組成:

　　邊緣部分

　　由所有連接在因特網(wǎng)上的主機組成

　　供用戶直接使用，用來進行數(shù)據(jù)交換(傳送數(shù)據(jù)、音頻或視頻)和資源共享

　　核心部分

　　功能:

　　向網(wǎng)絡邊緣中的大量主機提供連通性，使邊緣部分中的任何一個主機都能夠向其他主機通信(即傳送或接收各種形式的數(shù)據(jù)).

　　關鍵組成部分:

　　路由器(router),路由器是實現(xiàn)分組交換(packet switching)的關鍵構件,任務是轉發(fā)收到的分組,這是網(wǎng)絡核心部分最重要的功能

　　由ISP (Internet Service Provider)因特網(wǎng)服務提供者提供

　　三級計算機網(wǎng)絡:

　　主干網(wǎng)

　　地區(qū)網(wǎng)

　　校園網(wǎng)/企業(yè)網(wǎng)

　　計算機網(wǎng)絡向用戶提供的最重要的功能:

　　連通性:　　使上網(wǎng)用戶之間可以交換信息

　　共享:　　即資源共享(信息共享 軟件共享 硬件共享)

　　網(wǎng)絡體系結構:

　　結構:

　　特點:

　　容錯能力

　　可擴展性

　　安全

　　網(wǎng)絡中采取的安全措施包括:

　　防止未經(jīng)授權地披露或竊取信息

　　防止未經(jīng)授權地修改信息

　　防止拒絕服務實現(xiàn)這些目標的方法包括

　　確保機密性:

　　用戶認證

　　數(shù)據(jù)加密

　　維護通信完整性:

　　數(shù)字簽名

　　確保可用性:

　　防火墻

　　冗余網(wǎng)絡基礎架構

　　防止單點失效的硬件

　　網(wǎng)絡劃分:

　　按范圍劃分:

　　廣域網(wǎng) WAN (Wide Area Network)

　　局域網(wǎng) LAN (Local Area Network)

　　城域網(wǎng) MAN (Metropolitan Area Network)

　　個人區(qū)域網(wǎng) PAN (Personal Area Network)

　　按使用者劃分:

　　公用網(wǎng) (public network)

　　專用網(wǎng) (private network)

　　計算機網(wǎng)絡性能指標

　　速率(rate)

　　定義 連接計算機網(wǎng)絡的主機在數(shù)字信道上傳送數(shù)據(jù)的速率,單位是比特bit)

　　帶寬(bandwidth)

　　作用 網(wǎng)絡的同學線路所能傳送數(shù)據(jù)的能力

　　定義 本來是指信號具有的頻帶寬度,單位是赫(或千赫,兆赫,吉赫等),現(xiàn)在是指數(shù)字信道所能傳送的"最高數(shù)據(jù)率",單位是"比特每秒"或 b/s (bit/s)

　　吞吐量(throughput)

　　定義 表示在單位時間內(nèi)通過某個網(wǎng)絡(或信道,接口)的數(shù)據(jù)量

　　注意 吞吐量受網(wǎng)絡的帶寬或網(wǎng)絡的額定速率的限制

　　時延(delay)

　　分類:

　　傳輸時延(發(fā)送時延)

　　發(fā)送數(shù)據(jù)時,數(shù)據(jù)塊從結點進入傳輸媒體所需要的時間也就是從發(fā)送數(shù)據(jù)幀的第一個比特算起,到該幀的最后一個比特發(fā)送完畢所需的時間

　　傳播時延

　　電磁波在信道中需要傳播一定的距離而花費的時間

　　處理時延

　　交換結點為存儲轉發(fā)而進行一些必要的處理所花費的時間

　　排隊時延

　　定義:

　　結點緩存隊列中分組排隊所經(jīng)歷的時延

　　決定因素:

　　排隊時延的長短往往取決于網(wǎng)絡中當時的通信量

　　分類:

　　輸入隊列中排隊等待處理

　　輸出隊列中排隊等待處理

　　總時延:

　　總時延= 發(fā)送時延+傳播時延+處理時延+處理時延

　　注意:

　　對于高速網(wǎng)絡鏈路,我們提高的僅僅是數(shù)據(jù)的發(fā)送速率而不是比特在鏈路上的傳播速率.提高鏈路帶寬減小了數(shù)據(jù)的發(fā)送時延

　　圖解:

　　時延帶寬積

　　時延帶寬積 = 帶寬 × 傳播時延

　　往返時間RTT(round-Trip Time)

　　從發(fā)送數(shù)據(jù)開始到接收到對方的確認的時間值

　　利用率

　　信道利用率 某信道有百分之幾的時間是被利用的(有數(shù)據(jù)通過,完全空閑的信道的利用率是零,信道利用率并非越高越好)

　　網(wǎng)絡利用率 則是全網(wǎng)絡的信道利用率的加權平均值

　　網(wǎng)絡中通信

　　網(wǎng)絡中兩種通信方式:

　　客戶/服務器方式_C/S (Client/Server方式)

　　定義:

　　描述的是進程之間服務和被服務的關系

　　客戶端:

　　通信時主動向遠地服務器發(fā)起通信(主動)

　　不需要特殊的硬件和很復雜的操作系統(tǒng)(簡單)

　　客戶端程序的地址為可變的(IP不固定)

　　服務器端:

　　被動地等待通信請求可同時處理多個遠地或本地客戶的請求(被動)

　　需要強大的硬件和高級的操作系統(tǒng)支持.(復雜)

　　服務器端程序的地址為固定的(IP固定)

　　對等方式P2P(Peer-to-Peer方式)

　　連接方式:

　　兩個主機都運行對等連接軟件(P2P 軟件),它們就可以進行平等的,對等連接通信

　　特點:

　　通信時并不區(qū)分哪一個是服務請求方還是服務提供方,雙方都可以下載對方已經(jīng)存儲在硬盤中的共享文檔

　　瀏覽器/服務器_B/S(Browser/Server方式)

　　說明:

　　它是隨著Internet技術的興起，對C/S模式應用的擴展.在這種結構下，用戶工作界面是通過IE瀏覽器來實現(xiàn)的

　　客戶端(也具備C/S客戶端的三個特點):　　　　瀏覽器(一般無須任何用戶程序)

　　服務器端(也具備C/S客戶端的三個特點):　　　Web服務器

　　優(yōu)點:

　　具有分布性特點，可以隨時隨地進行查詢、瀏覽等業(yè)務處理。

　　業(yè)務擴展簡單方便，通過增加網(wǎng)頁即可增加服務器功能。

　　維護簡單方便，只需要改變網(wǎng)頁，即可實現(xiàn)所有用戶的同步更新。

　　開發(fā)簡單，共享性強

　　缺點:

　　個性化特點明顯降低，無法實現(xiàn)具有個性化的功能要求。

　　操作是以鼠標為最基本的操作方式，無法滿足快速操作的要求。

　　頁面動態(tài)刷新，響應速度明顯降低。

　　無法實現(xiàn)分頁顯示，給數(shù)據(jù)庫訪問造成較大的壓力。

　　功能弱化，難以實現(xiàn)傳統(tǒng)模式下的特殊功能要求。

　　影響網(wǎng)絡通信的成功與否的內(nèi)部因素包括:

　　消息的大小

　　消息的復雜程度

　　消息的重要程度

　　通信要素:

　　三個共同的要素:

　　消息來源

　　通道

　　消息的目的地址

　　傳達消息方法:

　　分段 – 將通信劃分為多個片段.

　　多路復用 – 交替發(fā)送經(jīng)過介質(zhì)的片段

　　網(wǎng)絡組成及連接:

　　三種交換方式

　　電路交換

　　特點:

　　面向連接的

　　傳送計算機數(shù)據(jù)效率低(由于計算機數(shù)據(jù)具有突發(fā)性,這導致通信線路的利用率很低)

　　電路交換的三個階段:

　　建立連接

　　通信

　　釋放連接

　　電路交換的"交換"含義:

　　轉接(把一條電話線轉接到另一條電話線,使它們連通起來)

　　報文交換

　　報文特點:

　　發(fā)送端 把數(shù)據(jù)段前面添加上首部構成報文.發(fā)送出去

　　接收端 收到報文后剝?nèi)ナ撞咳〉脠笪?/p>

　　報文首部:

　　報文的首部都含有地址等控制信息

　　分報文換網(wǎng)中的結點交換機根據(jù)收到的報文首部中地址信息,把報文轉發(fā)到下一個結點交換機.直到達最終目的地

　　路由器處理報文的過程:

　　把收到的報文先放入緩存(暫時存儲)

　　查找轉發(fā)表,找出到某個目的地址應從哪個端口轉發(fā)

　　把報文送到適當?shù)亩丝谵D發(fā)出去 分組交換

　　分組特點:

　　發(fā)送端 把較長的報文劃分成較短的,固定長度的數(shù)據(jù)段.每一個數(shù)據(jù)段前面添加上首部構成分組.以"分組"作為數(shù)據(jù)傳輸單元.依次把各分組發(fā)送到接收端

　　接收端 收到分組后剝?nèi)ナ撞?最后還原成原來的報文

　　分組首部:

　　每一個分組的首部都含有地址等控制信息

　　分組交換網(wǎng)中的結點交換機根據(jù)收到的分組的首部中的地址信息,把分組轉發(fā)到下一個結點交換機.直到達最終目的地

　　路由器處理分組的過程:

　　把收到的分組先放入緩存(暫時存儲)

　　查找轉發(fā)表,找出到某個目的地址應從哪個端口轉發(fā)

　　把分組送到適當?shù)亩丝谵D發(fā)出去

　　因特網(wǎng)核心部分采用分組交換的優(yōu)點:

　　高效 動態(tài)分配傳輸帶寬,對通信鏈路是逐段占用

　　靈活 以分組為傳送單位和查找路由

　　迅速 不必先建立連接就能向其他主機發(fā)送分組

　　可靠 保證可靠性的網(wǎng)絡協(xié)議

　　分組交換帶來的問題:

　　分組在各結點存儲轉發(fā)時需要排隊,這就會造成一定的時延

　　分組必須攜帶的首部(里面有必不可少的控制信息)也造成了一定的開銷 三種轉發(fā)的比較

　　網(wǎng)絡分層協(xié)議模型

　　根據(jù) TCP/IP協(xié)議簇的協(xié)議來命名 PDU:

　　應用層　　　　數(shù)據(jù) 一般術語　　　　泛指應用層使用的 PDU

　　傳輸層　　　　數(shù)據(jù)段　　　　　　　 傳輸層 PDU

　　網(wǎng)絡層　　　　數(shù)據(jù)包　　　　　　　 網(wǎng)絡層 PDU

　　鏈路層　　　　幀　　　　　　　　　 網(wǎng)絡接入層 PDU

　　物理層　　　　比特(位)　　　　　　 通過介質(zhì)實際傳輸數(shù)據(jù)時使用的 PDU

　　OSI 七成協(xié)議模型

　　應用層　　例如HTTP、SMTP、SNMP、FTP、Telnet、SIP、SSH、NFS、RTSP、XMPP、Whois、ENRP

　　表示層 　　例如XDR、ASN.1、SMB、AFP、NCP

　　會話層 　　例如ASAP、TLS、SSH、ISO 8327 / CCITT X.225、RPC、NetBIOS、ASP、Winsock、BSD sockets

　　傳輸層 　　例如TCP、UDP、RTP、SCTP、SPX、ATP、IL

　　網(wǎng)絡層 　　例如IP、ICMP、IGMP、IPX、BGP、OSPF、RIP、IGRP、EIGRP、ARP、RARP、X.25

　　數(shù)據(jù)鏈路層 例如以太網(wǎng)、令牌環(huán)、HDLC、幀中繼、ISDN、ATM、IEEE 802.11、FDDI、PPP

　　物理層 　　例如線路、無線電、光纖

　　分層的好處:

　　各層之間是獨立的

　　靈活性好

　　結構上可分割開

　　易于實現(xiàn)和維護

　　能促進標準化工作

　　相關概念:

　　實體(entity) 　　任何可發(fā)送或接收信息的硬件或軟件進程

　　協(xié)議 　　　　　　控制兩個對等實體進行通信的規(guī)則的集合( 協(xié)議是"水平的",是控制對等實體之間通信的規(guī)則.下面的協(xié)議對上面的服務用戶是透明的 )

　　服務服務是"垂直的",是由下層向上層或上層向下層通過層間接口提供的

　　協(xié)議模型:

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　　包裝數(shù)據(jù)包的過程

　　TCP 傳給 IP 的數(shù)據(jù)單元稱作 TCP 報文段或簡稱為 TCP段(TCP segment) ，傳給網(wǎng)絡接口層的數(shù)據(jù)單元稱作 IP 數(shù)據(jù)報(IP datagram).通過以太網(wǎng)傳輸?shù)谋忍亓鞣Q作幀(Frame)

　　分用即解包的過程

　　不同層直接協(xié)議關系

　　不同的BSD版及其重要的TCP-IP特性