当前位置： 首页 > news >正文

计算机网络 | 体系结构

news 2025/12/27 14:18:10

计算机网络 | 体系结构

  • 计算机网络 | 体系结构
    • 概念及功能
      • 计算机网络简介
      • 计算机网络的功能
      • 因特网发展阶段
      • 小结
    • 组成与分类
      • 计算机网络的组成
      • 计算机网络的分类
      • 小结
    • 标准化工作及相关组织
    • 速率相关性能指标
      • 速率
      • 带宽
      • 吞吐量
      • 小结
    • 时延相关性能指标
      • 时延
      • 时延带宽积
      • 往返时延RTT
      • 利用率
      • 小结
    • 分层结构
      • 为什么要分层？
      • 分层要做什么？
      • 正确认识分层结构
      • 小结
    • 计算机网络分层结构参考模型
      • OSI 参考模型
      • TCP/IP 参考模型
      • 五层参考模型
      • 小结
    • 第1章总结

参考视频：王道计算机考研 计算机网络

参考书：《2022年计算机网络考研复习指导》

计算机网络 | 体系结构

在这里插入图片描述

概念及功能

计算机网络简介

计算机网络是互连的、自治的计算机集合。

  • 互连性：互联互通、信息在链路上交换。
  • 自治性：没有主从关系。

在这里插入图片描述

计算机网络的功能

  • 数据通信（连通性）：最重要的功能
  • 资源共享：共享软件、硬件、数据等资源
  • 分布式处理：多台计算机各自承担同一份工作任务的不同部分，例如 Hadoop 平台
  • 提高可靠性：替代机
  • 负载均衡：分布式处理的效果
  • …

在这里插入图片描述

因特网发展阶段

略。

小结

在这里插入图片描述

组成与分类

计算机网络的组成

在这里插入图片描述

一、按照组成部分来分

硬件 + 软件 + 协议（一系列规则和约定的集合）

二、按照工作方式来分

  • 边缘部分：用户直接使用
    • C/S 方式：客户端/服务端
    • B/S 方式：浏览器/服务端
    • P2P 方式
  • 核心部分：为边缘部分服务

三、按照功能组成来分

  • 通信子网：用于实现数据通信
  • 资源子网：用于实现资源共享/数据处理

在这里插入图片描述

计算机网络的分类

在这里插入图片描述

一、按分布范围分类

  • 广域网 WAN：使用的是交换技术。
  • 城域网 MAN
  • 局域网 WAN：使用的是广播技术。
  • 个人区域网 PAN

二、按使用者分

  • 公用网：使用方如中国电信、中国移动提供的网络。
  • 专用网：使用方如国家单位、军队单位、公司内部使用的网络。

三、按交换技术分

  • 电路交换：建立连接-占用资源-释放连接，通话双方完全占用这条线路的资源。
  • 报文交换：也称存储-转发网络。整个报文先传送到相邻节点，全部存储后查找转发表，转发给下一个节点。
  • 分组交换：也称包交换网络。将报文分组，再存储转发。

四、按拓扑结果分

  • 总线型
  • 星型
  • 环型
  • 网状型 (常用于广域网)

五、按传输技术分

  • 广播式网络：共享公共通信信道。
  • 点对点网络：使用分组存储转发和路由选择机制。

六、按传输介质分

  • 有线网络
  • 无线网络

小结

在这里插入图片描述

标准化工作及相关组织

在这里插入图片描述

速率相关性能指标

速率

在这里插入图片描述

定义：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。

单位：b/s、Kb/s、Mb/s、Tb/s

如果用字节表示，则是B/s、KB/s、MB/s、TB/s。

注：1Byte = 8Bit

带宽

在这里插入图片描述

计算机网络中，带宽指的是网络设备所支持的最高速度，单位同速率，是理想条件下最高速率。

举例：假设链路带宽是1Mb/s，则表示单位时间内，能向链路中注入传输的最大数据量为1Mb。

吞吐量

在这里插入图片描述

吞吐量是指单位时间内通过某个网络（或信道、接口）的数据总量。

单位：b/s、kb/s、Mb/s。

小结

速率 就是 实际网速，带宽 是 理论网速，吞吐量 是 一个或多个设备的综合速率。

实例：

1000M 宽带的路由器连着三部手机，每部手机都是 10Mb/s 的速率。

那么，速率就是 10Mb/s，带宽是宽带的 1000M，路由器吞吐量是 30Mb/s，即三者之和。

时延相关性能指标

时延

在这里插入图片描述

定义：数据（报文/分组/比特流）从网络（或链路）的一端传送到另一端所需要的时间，也叫延迟或迟延，单位是秒（s）。

时延包括四大类:

名称描述计算公式
传输时延（发送时延）数据从主机到信道上所用的时间发送的数据长度/发送速率
传播时延数据在信道上传播所花费的时间信道长度/电磁波在信道上传播的速率
排队时延数据在路由器前等待前面数据处理所用的时间无计算方式
处理时延数据在路由器中处理需求所用的时间无计算方式

示例：

  1. 求发送时延：
    假设传输数据为11111111110000000000，则数据长度就是20个比特位，假设信道带宽（发送速率）为10b/s，那么根据计算公式 发送的数据长度/发送速率，得到发送时延为：20/10=2s。

  2. 求传播时延：
    假设信道长度为500m，电磁波在该信道上的传播速率是10m/s ，那么根据计算公式，传播时延就等于： 信道长度/电磁波在信道上传播的速率=500/10=50s。

注意：使用高速链路（提高网速），只能减小发送时延，无法减小其他三个时延。

时延带宽积

在这里插入图片描述

计算公式：时延带宽积 = 传播时延 * 带宽

时延带宽积就是用于描述某段链路上现有多少比特位的数据，即数据容量。

往返时延RTT

在这里插入图片描述

RTT定义：从发送方发送数据开始，到发送方收到接收方的确认（接收方收到数据后立即发送确认）为止所花费的时间。

RTT包括：传播时延 * 2 + 末端处理时间（有时可能直接忽略），由公式得出，RTT 不包括传输时延，其只代表在信道上的传播时延。

示例：

在这里插入图片描述

利用率

在这里插入图片描述

在计算机网络中，利用率分为两种：

  • 信道利用率
  • 网络利用率

计算公式：

信道利用率 = 有数据通过时间 / (有数据通过时间 + 无数据通过时间)

网络利用率 = 所有信道利用率加权求平均值

时延和利用率的关系图：

在这里插入图片描述

可以看出，利用率越高，延迟越大。利用率趋近于1时，时延急剧增大。

小结

在这里插入图片描述

分层结构

为什么要分层？

在这里插入图片描述

以发送文件为例，发送前要完成以下5个工作：

  1. 发起通信的计算机必须将数据通信的通路进行激活。
  2. 要告诉网络如何识别目的主机。
  3. 发起通信的计算机要查明目的主机是否开机，并且与网络连接正常。
  4. 发起通信的计算机要弄清楚，对方计算机中文件管理程序是否已经做好准备工作。
  5. 确保差错和意外可以解决。

这么多要考虑的问题，需要通过分层来将大问题拆分成小问题。

分层要做什么？

在这里插入图片描述

分层的基本原则：

  • 各层之间项目独立，每层只实现一种相对独立的功能。
  • 每层之间界面自然清晰，易于理解，相互交流尽可能少。
  • 结构上下可分割开，每层都采用最合适的技术来实现。
  • 保持下层对上层的独立性，上层单向使用下层提供的服务。
  • 整个分层结构应该能促进标准化工作。

正确认识分层结构

实体：第 n 层中的活动元素称为 n 层实体，同一层的实体叫对等实体。

协议：为进行网络中的对等实体数据交换而建立的规则、标准或约定。包含语法、语义、同步。

接口（访问服务点SAP）：上层使用下层服务的入口。

服务：下层为相邻上层提供的功能调用。

在这里插入图片描述

小结

在这里插入图片描述

  • 网络体系结构是从功能上描述计算机网络结构
  • 计算机网络体系结构简称为网络体系结构，是一个分层结构
  • 每层遵循某个（或某些）网络协议以完成本层功能
  • 计算机网络体系结构是计算机网络的各层及其协议的集合
  • 第 n 层在向第 n+1 层提供服务时，此服务不仅包含第 n 层本身的功能，还包含由下层服务提供的功能
  • 仅仅在相邻层间有接口，且所提供服务的具体体现细节对上一层完全屏蔽
  • 体系结构是抽象的，而现实是指能运行的一些软件和硬件

计算机网络分层结构参考模型

在这里插入图片描述

计算机网络分层结构分为两种：

  • 7层 OSI 参考模型（法定标准）
  • 4层 TCP/IP 参考模型（事实标准）

OSI 参考模型

计算机网络 | OSI 参考模型

TCP/IP 参考模型

  • 应用层
  • 传输层
  • 网际层
  • 网络接口层

在这里插入图片描述

TCP/IP 参考模型和 OSI 参考模型相同点：

  • 二者都分层
  • 二者都基于独立的协议栈的概念
  • 二者都可以实现异构网络互联

TCP/IP 参考模型和 OSI 参考模型不同点：

在这里插入图片描述

五层参考模型

五层参考模型综合了 OSI 和 TCP/IP 的优点。

在这里插入图片描述

五层参考模型的数据封装和解封装：

在这里插入图片描述

小结

在这里插入图片描述

第1章总结

在这里插入图片描述

相关文章：

计算机网络 | 体系结构

计算机网络 | 体系结构 计算机网络 | 体系结构概念及功能计算机网络简介计算机网络的功能因特网发展阶段小结 组成与分类计算机网络的组成计算机网络的分类小结 标准化工作及相关组织速率相关性能指标速率带宽吞吐量小结 时延相关性能指标时延时延带宽积往返时延RTT利用率小结 …...

编程日记 2023/10/11 6:12:59

ELK 处理 SpringCloud 日志

在排查线上异常的过程中，查询日志总是必不可缺的一部分。现今大多采用的微服务架构，日志被分散在不同的机器上，使得日志的查询变得异常困难。工欲善其事，必先利其器。如果此时有一个统一的实时日志分析平台，那可谓是雪…...

编程日记 2023/10/11 6:11:57

mac使用python递归删除文件夹下所有的.DS_Store文件

import osfolder_path "yourself file path"for root, dirs, files in os.walk(folder_path):for filename in files:if filename .DS_Store:file_path os.path.join(root, filename)os.remove(file_path)print("delete ok")...

编程日记 2023/10/11 6:10:56

Gitlab+Jenkins自动化部署，解放双手

项目打包 ​ 在部署项目前需要对源码进行打包&#xff0c;一个简单的SpringBoot项目默认是打包为jar包&#xff0c;也就是在pom.xml中的<packaging>jar</packaging>方式&#xff0c;当然也会有一些打包成war包方式&#xff0c;使用外置的Tomcat应用服务器部署war包…...

编程日记 2023/10/11 6:09:54

NNDL:作业3

在Softmax回归的风险函数(公式(3.39))中如果加上正则化项会有什么影响? (1) 在 Softmax 回归的风险函数中加入正则化项会对模型的训练产生影响。正则化项的作用是对模型的复杂度进行惩罚&#xff0c;防止过拟合的发生。 (2) 原书公式为&#xff1a; 在加入正则化后损失函数…...

编程日记 2023/10/11 6:08:54

dockers --cap-add 哪些值可以设置

--cap-add 参数可以用于向 Docker 容器添加不同的权限。除了 NET_ADMIN&#xff0c;还有一些其他常用的权限值&#xff0c;包括&#xff1a; SYS_ADMIN&#xff1a;添加系统管理员权限&#xff0c;允许容器内的进程执行系统级别的管理操作&#xff0c;如挂载文件系统、设置时间…...

编程日记 2023/10/11 6:07:53

golang常用库之-HTTP客户端请求库 grequests

文章目录 golang常用库之-HTTP客户端请求库 grequests什么是grequests使用 golang常用库之-HTTP客户端请求库 grequests 什么是grequests 官网&#xff1a;github.com/levigross/grequests A Go “clone” of the great and famous Requests library Go语言的grequests库是一…...

编程日记 2023/10/11 6:05:51

17基于matlab卡尔曼滤波的行人跟踪算法，并给出算法估计误差结果，判断算法的跟踪精确性，程序已调通，可直接运行，基于MATLAB平台，可直接拍下。

17基于matlab卡尔曼滤波的行人跟踪算法&#xff0c;并给出算法估计误差结果&#xff0c;判断算法的跟踪精确性&#xff0c;程序已调通&#xff0c;可直接运行&#xff0c;基于MATLAB平台&#xff0c;可直接拍下。 17matlab卡尔曼滤波行人跟踪 (xiaohongshu.com)...

编程日记 2023/10/11 6:04:50

SpringCloud之Stream框架集成RocketMQ消息中间件

Spring Cloud Stream 是一个用来为微服务应用构建消息驱动能力的框架。它可以基于 Spring Boot 来创建独立的、可用于生产的 Spring 应用程序。Spring Cloud Stream 为一些供应商的消息中间件产品提供了个性化的自动化配置实现&#xff0c;并引入了发布-订阅、消费组、分区这三…...

编程日记 2023/10/11 6:03:46

与创新者同行！Apache Doris 首届线下峰会即将开启，最新议程公开！｜即刻预约

点击此处 即刻报名 Doris Summit Asia 2023 回顾人类的发展史&#xff0c;地球起源于 46 亿年前的原始星云、地球生命最初出现于 35 亿年前的原始海洋、人类物种诞生于数百万年前&#xff0c;而人类生产力的真正提升源于十八世纪六十年代的工业革命&#xff0c;自此以后&#…...

编程日记 2023/10/11 6:02:44

vue解决：Parsing error: No Babel config file detected for ....

报错信息 Parsing error: No Babel config file detected for C:\Users\Admin\Desktop\shabi\work\src\App.vue. Either disable config file checking with requireConfigFile: false, or configure Babel so that it can find the config files. 分析错误&#xff1a;没有检测…...

编程日记 2023/10/11 6:01:43

算法题：K 次取反后最大化的数组和（典型的贪心算法问题）

这道题没有看题解&#xff0c;直接提交&#xff0c;成绩超越99.5%&#xff0c;说明思路是优的。就是考虑的情况里面弯弯绕比较多&#xff0c;需要考虑全面一点。&#xff08;本题完整题目附在了最后面&#xff09; 具体思路如下&#xff1a; 1、首先排序&#xff0c;然后从最…...

编程日记 2023/10/11 6:00:42

Go语言中向[]byte数组中增加一个元素

要向http.Request的body中添加一个键值对&#xff0c;可以先将其转换为一个map&#xff0c;然后对其进行修改&#xff0c;最后再将其转回为byte数组。 以下是一个示例代码&#xff1a; import ("net/http""io/ioutil""encoding/json" )type Re…...

编程日记 2023/10/11 5:59:40

CSS 布局案例： 2行、多行每行格数不定，最后一列对齐

布局期望的效果如下&#xff1a; 第二行最后一格与第一行最后一格对齐。每行格数不定。自动拉伸填充整个宽度 实现&#xff1a; 一开始打算用display:flex&#xff0c; 自动分散&#xff0c;但是第二行对齐第一行最后一格控制不了。 使用grid fr均分单位控制。 <!DOCTYPE…...

编程日记 2023/10/11 5:57:35

数据结构--算法、数据结构的基本概念

&#x1f4d5;参考&#xff1a;王道 一、算法的基本概念 1.程序数据结构算法 2.算法的特性 &#xff08;1&#xff09;有穷性 执行有穷步之后结束&#xff0c;且每一步都可在有穷时间内完成。 &#xff08;2&#xff09;确定性 &#xff08;3&#xff09;可行性 可通过已经实…...

编程日记 2023/10/11 5:56:32

Edge浏览器下载文件被保存为 .crdownload 文件的问题小记

问题 近期使用Edge浏览器下载文件时&#xff0c;文件都被保存为 .crdownload 格式的文件了&#xff0c;不确定从哪个版本开始的。除非下载未完成导致文件不完整&#xff0c;否则不会被保存为 .crdownload 格式的文件&#xff1b;实际上文件已完成了下载&#xff0c;且手工修改…...

编程日记 2023/10/11 5:55:31

6-10 单链表分段逆转 分数 15

void K_Reverse( List L, int K ) { //此题已经默认size > K 因为当size < K时 反转后将不再符合链表的定义//求出表中元素个数int size 0;for (List cur L->Next; cur ! NULL; cur cur->Next)size; List prv, cur, next, first, head L;//共需要反转 si…...

编程日记 2023/10/11 5:54:30

【单片机】17-温度传感器DS18B20

1.DS18B20相关背景知识 1.温度传感器 &#xff08;1&#xff09;测温度的方式&#xff1a;物理&#xff08;汞柱&#xff0c;气压&#xff09;&#xff0c;电子&#xff08;金属电性能随温度变化&#xff09; &#xff08;2&#xff09;早期&#xff1a;热敏电阻&#xff08;模…...

编程日记 2023/10/11 5:53:28

力扣 -- 5. 最长回文子串

解题步骤&#xff1a; 参考代码&#xff1a; class Solution { public:string longestPalindrome(string s) {int ns.size();vector<vector<bool>> dp(n,vector<bool>(n));//最长回文串的起始位置int start0;//最长回文串的长度int len0;for(int in-1;i>…...

编程日记 2023/10/11 5:50:25

SpringCloud源码探析（十）-Web消息推送

1.概述 消息推送在日常使用中的场景比较多&#xff0c;比如有人点赞了我的博客或者关注了我&#xff0c;这时我就会收到一条推送消息&#xff0c;以此来吸引我点击或者打开应用。消息推送的方式主要分为两种&#xff1a;web消息推送和移动端消息推送。它将所要发送的信息&…...

编程日记 2023/10/11 5:49:23

后进先出（LIFO）详解

LIFO 是 Last In, First Out 的缩写&#xff0c;中文译为后进先出。这是一种数据结构的工作原则&#xff0c;类似于一摞盘子或一叠书本&#xff1a; 最后放进去的元素最先出来 -想象往筒状容器里放盘子&#xff1a; &#xff08;1&#xff09;你放进的最后一个盘子&#xff08…...

编程新知 2025/12/26 17:45:14

Chapter03-Authentication vulnerabilities

文章目录 1. 身份验证简介1.1 What is authentication1.2 difference between authentication and authorization1.3 身份验证机制失效的原因1.4 身份验证机制失效的影响 2. 基于登录功能的漏洞2.1 密码爆破2.2 用户名枚举2.3 有缺陷的暴力破解防护2.3.1 如果用户登录尝试失败次…...

编程新知 2025/12/26 19:02:06

[10-3]软件I2C读写MPU6050 江协科技学习笔记（16个知识点）

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16...

编程新知 2025/12/8 14:57:15

Psychopy音频的使用

Psychopy音频的使用 本文主要解决以下问题&#xff1a; 指定音频引擎与设备&#xff1b;播放音频文件 本文所使用的环境&#xff1a; Python3.10 numpy2.2.6 psychopy2025.1.1 psychtoolbox3.0.19.14 一、音频配置 Psychopy文档链接为Sound - for audio playback — Psy…...

编程新知 2025/12/9 4:34:34

深度学习习题2

1.如果增加神经网络的宽度&#xff0c;精确度会增加到一个特定阈值后&#xff0c;便开始降低。造成这一现象的可能原因是什么&#xff1f; A、即使增加卷积核的数量&#xff0c;只有少部分的核会被用作预测 B、当卷积核数量增加时&#xff0c;神经网络的预测能力会降低 C、当卷…...

编程新知 2025/12/13 7:21:22

基于Java+MySQL实现（GUI）客户管理系统

客户资料管理系统的设计与实现 第一章 需求分析 1.1 需求总体介绍 本项目为了方便维护客户信息为了方便维护客户信息&#xff0c;对客户进行统一管理&#xff0c;可以把所有客户信息录入系统&#xff0c;进行维护和统计功能。可通过文件的方式保存相关录入数据&#xff0c;对…...

编程新知 2025/12/22 2:11:07

AirSim/Cosys-AirSim 游戏开发（四）外部固定位置监控相机

这个博客介绍了如何通过 settings.json 文件添加一个无人机外的 固定位置监控相机&#xff0c;因为在使用过程中发现 Airsim 对外部监控相机的描述模糊&#xff0c;而 Cosys-Airsim 在官方文档中没有提供外部监控相机设置&#xff0c;最后在源码示例中找到了&#xff0c;所以感…...

编程新知 2025/12/19 22:42:04

快刀集(1): 一刀斩断视频片头广告

一刀流&#xff1a;用一个简单脚本&#xff0c;秒杀视频片头广告&#xff0c;还你清爽观影体验。 1. 引子 作为一个爱生活、爱学习、爱收藏高清资源的老码农&#xff0c;平时写代码之余看看电影、补补片&#xff0c;是再正常不过的事。 电影嘛&#xff0c;要沉浸&#xff0c;…...

编程新知 2025/9/3 5:42:53

R 语言科研绘图第 55 期 --- 网络图-聚类

在发表科研论文的过程中&#xff0c;科研绘图是必不可少的&#xff0c;一张好看的图形会是文章很大的加分项。 为了便于使用&#xff0c;本系列文章介绍的所有绘图都已收录到了 sciRplot 项目中&#xff0c;获取方式&#xff1a; R 语言科研绘图模板 --- sciRplothttps://mp.…...

编程新知 2025/12/15 18:01:37

MySQL 索引底层结构揭秘：B-Tree 与 B+Tree 的区别与应用

文章目录 一、背景知识&#xff1a;什么是 B-Tree 和 BTree&#xff1f; B-Tree&#xff08;平衡多路查找树&#xff09; BTree&#xff08;B-Tree 的变种&#xff09; 二、结构对比&#xff1a;一张图看懂 三、为什么 MySQL InnoDB 选择 BTree&#xff1f; 1. 范围查询更快 2…...

编程新知 2025/12/26 23:55:29