计算机网络知识补充(1)

计算机网络:是一个将分散的，具有独立功能的计算机系统，通过通信设备和线路进行连接起来，由功能完善的软件实现资源共享和信息共享的系统，计算机网络是互连的，自治的计算机集合

互连:通过通信链路来进行互联互通

自治:没有主从关系

 

 

 

1)电路交换:电路交换是一种通信方式，它是通过建立点对点的电路连接来传输数据的，在电路交换中，如果两个终端需要通信，它们会建立一个连接，这个连接会一直保持直到通信结束，在连接建立期间，所有数据都会沿着这个连接传输，而不需要重新进行地址查找和路由选择，电路交换的优点是传输数据速度快且通信质量高，但是它的缺点是建立连接的过程需要时间，同时连接只能支持一对一的通信;

《计算机网络》| 三种交换方式：电路交换、分组交换、报文交换 - 知乎 (zhihu.com)

电路交换、报文交换、分组交换的区别与优缺点_电路交换 报文交换 分组交换的优缺点_ 比天空更远的博客-CSDN博客

 

 

 这1bit数据是存放在电磁波里面，如上是发送了3s内发送了3bit数据

1)带宽和速率是网络中两个重要的概念，它们都涉及到网络传输数据的能力，但具体有不同的含义带宽是网络传输数据的能力，通常指网络传输的最大速率，以比特率（bit/s）或者字节率（Byte/s）为单位，它可以表明网络的传输能力大小，表示网络所能容纳的信息流量，带宽通常是固定的，因为它受到网络设备和传输媒介的限制，例如，一条Ethernet线路的带宽为100Mbps，意味着这条线路能够传输的最大数据量为100兆比特每秒；

2)速率是网络传输数据的速度，通常指数据传输的实际速度，以比特率（bit/s）或者字节率(Byte/s）为单位，它可以告诉我们数据传输的实际速度，表示在带宽的限制下，实际传输的信息量大小，例如，我们可以说一个文件以每秒100Mbps的速率传输，这意味着在100Mbps的带宽下，该文件每秒钟传输了100兆比特的数据。

因此，带宽和速率都与网络传输数据的能力有关，但是带宽是网络的物理特性，而速率则是实际传输的数据量在单位时间内的大小；

发送时延:发生在主机内部

传播时延:发生在主机外的链路上的

排队时延:等待输入或者是输出链路可用的时候所需要的等待时间，如果路由器无法处理现在发送过来的数据，这些数据是暂时缓存在路由器的口上面，这就是排队时延直到路由器可以进行处理数据

如果提高信道传输的速率，那么发送时延会降低，发送速率提高，但是并不会影响电磁波的传输速率，传播时延只是受两点影响，一个是传播介质是什么(电磁波)，另一个是传输的介质(光纤)

 

1)往返时延RTT:从发送方发送数据开始，到发送方收到接收方的确认(接收方收到数据之后立即发送确认)，一共经理的时延；

2)RTT越大，在收到确认之前，可以发送的数据就越多，如果RTT越大，就意味着发送方要等待的数据就越久，等待确认之前我们就一直可以发送数据，等待时间越久，能发送的数据自然也就越多；

3)RTT不包括传播时延，也就是说不包括把所有的数据从主机放到信息传送道路上面的这一段时间；

 

 

 

 

一)应用层:是用户和网络的界面， 所有能够和用户交互产生网络流量的程序，比如说QQ，HTTP协议，文件传输FTP，应用层是最高层的协议，提供了用户与网络之间的接口，应用层协议包括万维网HTTP、FTP、SMTP等，它们决定了用户如何访问网络资源，例如通过浏览器访问网页或发送电子邮件，应用层还负责数据的格式化、加密、压缩等操作；

二)表示层:表示最终能够显示那些东西，表示层主要负责数据的格式化和转换，确保不同计算机之间传输的数据能够被正确地解释和处理，表示层协议包括ASCII码、EBCDIC码、JPEG图像格式、MPEG视频格式等，通常适用于处理两个通信系统中交换信息的表示方式，语法和语义

2.1)数据格式的转换，不同主机的编码以及数据的表示方式可能都不太一样，为了能够保证不同主机之间进行数据的交换，实现数据格式变换，就类似于是翻译官，比如说将二进制比特流转换成JPG图片的格式；

2.2)数据的加密和解密:微信聊天支付密码传输，要进行加密，在接收端进行解密，最后呈现在接收端的手机屏幕上；

2.3)数据的压缩和恢复解压缩:

三)会话层:会话层建立、管理和终止两个节点之间的会话连接，建立好连接，确保数据传输的可靠性和完整性，会话层协议包括RPC、NFS、SQL等，它们使得应用程序能够在不同计算机之间进行通信和数据交换，向表示层的实体或者是用户进程提供建立连接并且在连接的基础上有序的传输数据，这就是会话，也是建立同步，一个独立的会话不会影响这台主机和其他的窗口所建立起来的会话的，会话之间是彼此独立而互不影响的，比如说操作网页是不会影响到电影的播放；

功能1:建立，管理，终止会话，打开网页就是开启一个会话，关闭网页就是终止一个会话

功能2:使用校验点可能会使会话在通信失效的时从校验点或者是同步点继续回复通信，实现数据的同步，假设现在发送一条特别长的数据，那么就可以在这个数据流的几个部分分别切开，插入几个校验点或者是同步点，就是为了万一网络突然失效了，防止数据失效了，会话突然失效了，我们就可以回到同步点，继续通信，就不需要从头开始通信了；

比如说传输大文件的时候，传输到99%的时候突然网络断开连接，这个时候网络重新建立连接的时候，从头开始传递就十分浪费时间，就可以从离校验点最近的位置开始进行传输；

当我打开网页之后或者是打开窗口界面之后，就建立了链接，就可以完成后续的数据的传输工作了，这就是会话层所做的事；

四.传输层:负责两个主机中两个进程之间的通信，即端到端直间的通信，传输单位是报文段或者是用户数据报，传输层是端到端之间的通信(两个主机，两个进程，不管通信细节，只是关心目的地址)，而下面的层是点到点之间的通信(相邻设备进行传输)

可靠传输就是基于一个确认机制的过程，当数据从发送端发送到接收端的过程中，接收端对于收到的每一个报文段都是需要进行返回一个ACK表示我收到了，你可以发送下一个了，这就是一个确认的信息，发送端收到了这个确认信息之后，才可以继续向下发送，如果发送端发现没有收到接收端发送过来的确认信息，那么发送端就会重新发送刚才所发送的信息，直到收到接收端发送过来的ACK为止，才能向下继续发送新的报文段

物理层: 

1)定义接口特性:确定连接电缆的插头应该有多少个引脚，每一个引脚应该如何进行链接

2)定义传输模式:单工(两方进行通信的时候，只能由一方在进行发送，另一方只能进行接收)，半双工，全双工

 

一)物理层:

如果是模拟信道，那么这个信道只能允许模拟信号通过，如果这是一个数字信道，那么它只是允许数字信道通过，信道是具有方向性的

 

1)数字信号和模拟信号都是用来传输信息的信号形式，二者之间的区别在于它们所传输的信号形式不同，模拟信号是一种连续的信号形式，其波形可以任意变化，例如，我们在电视机上看到的图像和声音就是采用模拟信号传输的

2)而数字信号则是一种离散的信号形式,它是由一组离散的数字所组成的信号,数字信号在传输过程中会经过模数转换将信号转换为数字形式，然后通过数字通信系统进行传输,数字信号的优点是几乎不受干扰和失真，而且可以进行数字信号处理

3)在实际应用中，数字信号越来越多地被用于传输和处理各种类型的信号，特别是随着现代通信和计算机技术的飞速发展，数字信号的应用越来越广泛

无线信道和有限信道的区别:

无线信道和有限信道有以下区别：

1. 媒介不同：有限信道指的是在有线媒介（如金属电缆、光纤等）传输数据时所受到的限制，而无线信道指的是在无线媒介（如空气，电磁波）传输数据时所受到的限制

2. 距离不同：有限信道在传输距离方面受限制，因为电缆或光纤长度有限；而无线信道在传输距离方面更加灵活，可以实现远距离的数据传输

3. 天气影响：天气可能影响无线信道的质量和传输速率，但不会对有限信道造成影响

4. 带宽不同: 由于无线信道的带宽有限，因此它的传输速率可能会比有线媒介慢

总之，无线信道和有限信道在传输数据时有其各自的限制和特点，需要根据具体的应用场景和需求选择适当的媒介

 

 

 

每一次异步传输信息都会以一个起始位开头，这个起始位达到接收端的时候，起始端是一个低电平，接收端就知道数据已经到达了，在接收端进行接收起始位的这样一个过程中，就给了接收方响应和接受发送方和缓存比特数据的时间，停止位代表这一次接受信息的终止，通过电平跳变的变化来判断接受数据的过程；

 

1)上面指明的每一个小段就是一个码元，就是在波形图上面画着的一个一个的红线，而这个红线的，这个时长内的信号长度就称之为是码元宽度，上面的波形有两种高低不平的状态，就是二进制码元，假设如果有四种高低不平的状态，就被称之为是四进制码元，两个比特位就可以进行表示；

2)码元的离散状态:假设为四种码元可以进行表示的信号状态一共具有四种就可以用2个比特

来表示；

3)假设如果是16进制码元，那么码元的离散状态就有16个，就代表着表示的波形有16中不同的状态，就可以使用4个比特位来进行表示；

 

 

在上面的模型中，下面最开始的两辆车进入到高速公路，到最后面的两辆车进入到高速公路，在这个过程中花费的时间恰好是1s，那么就代表带宽是10辆车/s，带宽越大，1s可以传输的比特也就越高；

 

1)200HZ代表是1s中可以震动200次， 200HZ不能通过的原因就是因为振动的频率太低了，所以如果200HZ在非常复杂的电话线中进行传输的话，非常容易收到衰减和损耗，可能最后都衰减没了，所以不能通过

2)4000HZ振动的频率和速度太快了，导致接收端接受的时候无法区分波形之间的差异

3)码间串扰:接收端收到的信号波形失去了码元之间清晰界限的现象，信号传输速率越快，说明码元的传输速率就越快，码元之间的界限就分不清楚到底是0还是1

4)频道带宽越大这个信道当中最高频和最低频之间的差值就越大；

5)奈式准则侧重的是码元传输速率，香农定理侧重的是比特传输速率