【第一章 计算机网络体系结构，标准化工作相关组织，性能指标，分层结构，OSI参考模型】

第一章 计算机网络体系结构，标准化工作相关组织，性能指标，分层结构，OSI参考模型

1.计算机网络：
（1）概念：
①计算机网络是将一个分散的、具有独立功能的计算机系统，通过通信设备与线路连接起来，由功能完善的软件实现资源共享和信息传递的系统。
②计算机网络是互连的（互连互通）、自治的（无主从关系）的计算机集合。
（2）功能：数据通信、资源共享、分布式处理、提高可靠性、负载均衡。
（3）组成：
①组成部分：硬件、软件、协议。
②工作方式：
边缘部分：用户直接使用（P2P方式、C/S方式）
核心部分：为边缘部分服务。
③功能组成：
通信子网：实现数据通信。（各种传输介质、通信设备、相应的网络协议组成。OSI模型的下三层）
资源子网：实现资源共享/数据处理。（实现资源共享功能的设备和软件的集合。OSI模型的上三层）
（4）分类：
①按分布范围分：广域网WAN、城域网MAN、局域网WAN、个人区域网PAN
②按使用者分：公用网（中国电信、中国联通）、专用网（军队、政府）
③按交换技术分：电路交换、报文交换、分组交换。
④按拓扑结构分：总线型、星型、环型、网状型
⑤按传输技术分：广播式网络（共享公共通信信道）、点对点网络（使用分组存转发和路由选择机制）
2.标准化工作相关组织：
国际标准化组织ISO：OSI参考模型、HDLC协议
国际电信联盟ITU：制定通信规则
国际电气电子工程师协会IEEE：学术机构、IEEE802系统标准、5G
Internet工程任务组IETF：负责因特网相关标准的制定 RFC XXXX
3.性能指标：
（1）速率：
①速率即数据率或称数据传输率或比特率。
②连接在计算机网路上的主机在数字信道上传输数据位数的速率。单位是b/s、kb/s、Mb/s、Gb/s、Tb/s。
（2）带宽：
①“带宽”原本指某个信号具有的频带宽度，即最高频率与最低频率只差，单位是赫兹（hz）.
②计算机网络中，带宽用来表示网络的通信线路传送数据的能力，通常是指单位时间内从网络中的某一点到另一点所能通过的“最高数据率”。单位是“比特每秒”，b/s、kb/s、Mb/s、Gb/s、Tb/s。
（3）吞吐量：
①表示在单位时间内通过某个网络（或信道、接口）的数据量。单位b/s、kb/s、Mb/s、Gb/s等。
②吞吐量受网络的带宽或网络的额定速率的限制。
（4）时延：
①时延指数据（报文/分组/比特流）从网络（或链路）的一端传送到另一端所需的时间，也叫延迟或迟延。单位是s。
②时延包含：发送时延、传播时延、排队时延、处理时延。
A.发送时延：从发送分组的第一个比特算起，到该分组的最后一个比特发送完毕所需的时间。发送时延=数据长度/信道带宽（发送速率）
B.传播时延：取决于电磁波传播速度和链路长度。传播时延=信道长度/电磁波在信道上的传播速率。
C.排队时延：等待输出输入链路可用。
D.处理时延：检错，找出口。
（5）时延带宽积：
①时延带宽积=传播时延X带宽
②时延带宽积又称为以比特为单位的链路长度。即“某段链路现在有多少比特”（容量）。
（6）往返时延RTT：
①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），总共经历的时延。
②RTT越大，在收到确认之前，可以发送的数据越多。
③RTT主要包括传播时延*2.
（7）利用率：
①信道利用率：有数据通过时间/（有+无）数据通过时间
②网络利用率：信道利用率加权平均值
4.分层结构：
（1）分层的基本原则：
①各层之间相互独立，每层只实现一种相对独立的功能。
②每层之间界面自然清晰，易于理解，相互交流尽可能少。
③结构上可以分开。每层都使用最合适的技术实现。
④保持下层对上层的独立性，上层单向使用下层提供的服务。
⑤整个分层结构应该能促进标准化工作。
（2）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。
（3）协议：为进行网络中的对等实体数据交换而建立的规则、标准或约定称为网络协议。（水平）
①语法：规定传输数据的格式。
②语义：规定所要完成的功能。
③同步：规定各种操作的顺序。
（4）接口（访问服务点SAP）：上层使用下层服务的入口。
（5）服务：下层为相邻上层提供的功能调用。（垂直）
（6）PDU=PCI+SDU
SDU服务数据单元：为完成用户所要求的功能而应传送的数据。
PCI协议控制信息：控制协议操作的信息。
PDU协议数据单元：对等层次之间传送的数据单位。
5.OSI参考模型：
（1）应用层：
①所有能和用户交互产生网络流量的程序。
②典型应用层服务：文件传输（FTP）、电子邮件（SNMP）、万维网（HTTP）
（2）表示层：
①用于处理在两个通信系统中交换信息的表示方式。
②功能一：数据格式变换。
功能二：数据加密解密。
功能三：数据压缩和恢复。
（3）会话层：
①向表示层实体/用户进程提供建立连接并在连接上有序地传输数据。这是会话，也是建立同步（SYN）。
②功能一：建立、管理、终止会话。
功能二：使用校验点可使会话在通信失效时从校验点/同步点继续恢复通信，实现数据同步。
（4）传输层：
①负责主机中两个进程的通信，即端到端的通信。传输单位是报文段或者用户数据报。
②功能一：可靠传输、不可靠传输。
功能二：差错控制。
功能三：流量控制。
功能四：复用分用。
复用：多个应用层进程可同时使用下面运输层的服务。
分用：运输层把收到的信息分别交付给上面应用层中相应的进程。
（5）网络层：
①主要任务是把分组从源端传到目的端，为分组交换网上的不同主机提供通信服务。网络层传输单位是数据报。
②功能一：路由选择
功能二：流量控制
功能三：差错控制
功能四：拥塞控制
③ 主要协议：IP、IPX、ARP、OSPF
（6）数据链路层：
①主要任务就是把网络层传下来的数据报组装成帧。传输单位是帧。
②功能一：成帧（定义帧的开始和结束）
功能二：差错控制
功能三：流量控制
功能四：访问（接入）控制，控制对信道的访问
③主要协议：PPP、SDLC
（7）物理层：
①主要任务是在物料媒体上实现比特流的透明传输，传输单位是比特。
②透明传输：不管所传数据是什么样的比特组合，都应当在链路上传送。
③功能一：定义接口特性
功能二：定义传输模式（单工、半双工、双工）
功能三：定义传输速率
功能四：比特同步
功能五：比特编码
④主要协议：RJ45、802.3