我是靠谱客的博主 腼腆早晨,最近开发中收集的这篇文章主要介绍计算机网络第1章(概述)一、因特网概述二、三种交换方式三、计算机网路定义和分类四、计算机网络的性能指标五、常见的计算机网络体系结构_1,觉得挺不错的,现在分享给大家,希望可以做个参考。

概述

计算机网络第1章(概述)

  • 一、因特网概述
    • 1.1网络、互联网、因特网
    • 1.2因特网发展的三个阶段
    • 1.3因特网的标准化工作
    • 1.4因特网的组成
  • 二、三种交换方式
    • 2.1电路交换(Circuit Switching)
    • 2.2分组交换(Packet Switching)
    • 2.3报文交换(Message Switching)
    • 2.4 三种交换方式的对比
  • 三、计算机网路定义和分类
    • 3.1计算机网络的定义:
    • 3.2计算机网络的分类
  • 四、计算机网络的性能指标
    • 4.1速率
    • 4.2带宽
    • 4.3吞吐量
    • 4.4时延
    • 4.5时延带宽积
    • 4.6 往返时间
    • 4.7利用率
    • 4.8丢包率
  • 五、常见的计算机网络体系结构_1
    • 5.1、常见的计算机网络体系结构
    • 5.2、计算机网络体系结构分层的必要性
    • 5.3、计算机网络体系结构分层思想举例
      • 5.3.1 发送方发送
      • 5.3.2 路由器转发
      • 5.3.3 接收方接收
    • 5.4、计算机网络体系结构中的专用术语
      • 5.4.1实体
      • 5.4.2对等实体
      • 5.4.3协议
      • 5.4.4协议三要素:
      • 5.4.5 服务
      • 5.4.6访问访问点、服务原语
      • 5.4.7 协议数据单元PDU、服务时间单元SDU

一、因特网概述

1.1网络、互联网、因特网

  • 网络:由若干结点(Node) 和连接这些结点的链路(link) 组成的
    例如:笔记本电脑、台式电脑、网络打印机都是一个结点,而把他们互联起来的打印机也是一个结点。 结点之间的互联还需要链路(可以是有线,也可以是无线链路)。如下图4个结点和3个链路就构成了一个简单的网络。
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  • 互连网(互联网):多个网络通过路由器互连起来,这样就构成了一个覆盖范围更大的网络,即互连网(互联网)。因此,互联网又称为“网络的网络(Network of Networks)”。在这里插入图片描述
  • 因特网:因特网(Internet)是世界上最大的互连网络(用户数以亿计,互连的网络数以百万计)。
    因特网经常用一朵云来表示,连接在因特网上的计算机称为主机,而因特网内部的细节,也就是说路由器如何把许多网咯连接起来的,往往省略不给出。
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  • internet与Internet的区别
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1.2因特网发展的三个阶段

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普通用户是如何接入到因特网的呢?
答:通过ISP接入因特网 ISP可以从因特网管理机构申请到成块的IP地址,同时拥有通信线路以及路由器等联网设备。任何机构和个人只需缴纳费用,就可从ISP的得到所需要的IP地址。
因为因特网上的主机都必须有IP地址才能进行通信,这样就可以通过该ISP接入到因特网
我国主要的ISP是:电信、连通、移动。三大运行中心。

  • 基于ISP的三层结构的因特网

一旦某个用户能够接入到因特网,那么他也可以成为一个ISP,所需要做的就是购买一些如调制解调器或路由器这样的设备,让其他用户可以和他相连。

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1.3因特网的标准化工作

  • 因特网的标准化工作对因特网的发展起到了非常重要的作用。
  • 因特网在指定其标准上的一个很大的特点是面向公众。
  • 因特网所有的RFC(Request For Comments)技术文档都可从因特网上免费下载;
  • 任何人都可以随时用电子邮件发表对某个文档的意见或建议。
  • 因特网协会ISOC是一个国际性组织,它负责对因特网进行全面管理,以及在世界范围内促进其发展和使用。
  • 因特网体系结构委员会IAB,负责管理因特网有关协议的开发;
  • 因特网工程部IETF,负责研究中短期工程问题,主要针对协议的开发和标准化;
  • 因特网研究部IRTF,从事理论方面的研究和开发一些需要长期考虑的问题。
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  • 制订因特网的正式标准要经过一下4个阶段:
    1、因特网草案(在这个阶段还不是RFC文档)
    2、建议标准(从这个阶段开始就成为RFC文档)
    3、草案标准
    4、因特网标准

1.4因特网的组成

- 边缘部分
由所有连接在因特网上的主机组成(台式电脑,大型服务器,笔记本电脑,平板,智能手机等)。这部分是用户直接使用的,用来进行通信(传送数据、音频或视频)和资源共享。

- 核心部分
大量网络和连接这些网络的路由器组成。这部分是为边缘部分提供服务(提供连通性和交换)。
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  • 路由器是一种专用计算机,但我们不称它为主机,路由器是实现分组交换的关键构建,其任务是转发收到的分组,这是网络核心最重要的部分。

  • 处在互联网边缘的部分就是连接在互联网上的所有的主机。这些主机又称为端系统 (end system)。

  • 端系统在功能上可能有很大的差别:
    1.小的端系统可以是一台普通个人电脑,具有上网功能的智能手机,甚至是一个很小的网络摄像头。
    2.大的端系统则可以是一台非常昂贵的大型计算机。
    3.端系统的拥有者可以是个人,也可以是单位(如学校、企业、政府机关等),当然也可以是某个ISP(因特网服务的提供者)。

二、三种交换方式

网络核心部分是互联网中最复杂的部分。

网络中的核心部分要向网络边缘中的大量主机提供连通性,使边缘部分中的任何一个主机都能够向其他主机通信(即传送或接收各种形式的数据)。

在网络核心部分起特殊作用的是路由器(router)。

路由器是实现分组交换 (packet switching) 的关键构件,其任务是转发收到的分组,这是网络核心部分最重要的功能。

2.1电路交换(Circuit Switching)

  • 电话交换机接通电话线的方式称为电路交换;
  • 从通信资源的分配角度来看,交换(Switching)就是按照某种方式动态地分配传输线路的资源;
  • 传统两两相连的方式,当电话数量很多时,电话线也很多,就很不方便,所以要使得每一部电话能够很方便地和另一部电话进行通信,就应该使用一个**中间设备(电话交换机)**将这些电话连接起来。可以把电话交换机看成有多个开关的开关器,可以将需要通信的任意两部电话的电话线进行按需接通,从而会减少连接电话的数量。

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  • 电路交换的示意图:
    用户线归电话用户专用,而电话交换机之间拥有大量的话路的中继线则是许多用户共享的
  • 电路交换的三个步骤:
    1、建立连接(分配通信资源)
    2、通话(一直占用通信资源)
    3、释放连接(归还通信资源)
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当使用电路交换来传送计算机数据时,其线路的传输效率往往很低。
这是因为计算机数据是突发式地出现在传输线路上的。
所以计算机通常采用的是分组交换,而不是线路交换

2.2分组交换(Packet Switching)

  • 通常我们把表示该消息的整块数据成为一个报文。

  • 如图:
    1.在因特网中,最重要的分组交换机就是路由器,它负责将各种网络互连起来,并对接受到的分组进行转发,也就是说进行分组交换
    2.例如,假设主机H6的用户要给H2主机的用户发送一条消息,通常我们把表示该消息的整块数据称为一个报文。在发送报文之前,先把较长的报文划分成一个个更小的等长数据段,在每一个数据段前面,加上一些由必要的控制信息组成的首部后,就构成一个分组,也可简称为“包”,相应地,首部也可称为“包头”。(首部包含了分组的目的地址)

  • 添加首部的作用是什么?这不是额外加大了待传输的数据量吗?
    1.首部起到很关键的作用,首部包含了分组的目的地址。否则分组传输路径中的各分组交换机(也就是路由器),就不知道如何转发分组了。分组交换机收到一个分组后,先将分组暂存时存储下来,再检查其首部,按照首部中的目的地址进行查表转发,找到合适的转发接口,通过该接口将分组转发给下一个分组交换机。
    2.在本例子中,主机H6将所构造出的个分组依次发送出去,各分组经过途中各分组交换机的存储转发,最终到达主机H2。主机H2收到这些分组后,去掉她们的首部,将各数据段组合还原出原始报文。

  • 为了方便理解,以上例子只演示了分组传输过程中的两种情况:
    1.一种是各分组从源站到达目的站可以走不通的路径(也就是不通的路由);
    2.第二种是:分组乱序,也就是分组到达目站的顺序不一定与分组在源站的发送顺序相同。(发送和接受的顺序不一定相同。)
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  • 发送方
    构造分组
    发送分组

  • 路由器
    缓存分组
    转发分组 (简称为“分组转发”)

  • 接收方
    接收分组
    还原报文

在路由器中的输入和输出端口之间没有直接连线。

路由器处理分组的过程是:
1.把收到的分组先放入缓存(暂时存储);
2.查找转发表,找出到某个目的地址应从哪个端口转发;
3.把分组送到适当的端口转发出去。

2.3报文交换(Message Switching)

报文交换中的交换结点也采用存储转发方式,但报文交换对报文的大小没有限制,这就要求交换结点需要较大的缓存空间。报文交换主要用于早期的电报通信网,现在较少使用,通常被较先进的分组交换方式所取代。

2.4 三种交换方式的对比

假设A,B,C,D是分组传输路径所要经过的4个结点交换机,纵坐标为时间
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分析:

  • 电路交换:
    1.通信之前首先要建立连接;连接建立好之后,就可以使用已建立好的连接进行数据传送;数据传送后,需释放连接,以归还之前建立连接所占用的通信线路资源。
    2.一旦建立连接,中间的各结点交换机就是直通形式的,比特流可以直达终点;

  • 报文交换:
    1.可以随时发送报文,而不需要事先建立连接;整个报文先传送到相邻结点交换机,全部存储下来后进行查表转发,转发到下一个结点交换机。
    2.整个报文需要在各结点交换机上进行存储转发,由于不限制报文大小,因此需要各结点交换机都具有较大的缓存空间。

  • 分组交换:
    1.可以随时发送分组,而不需要事先建立连接。构成原始报文的一个个分组,依次在各结点交换机上存储转发。各结点交换机在发送分组的同时,还缓存接收到的分组。
    2.构成原始报文的一个个分组,在各结点交换机上进行存储转发,相比报文交换,减少了转发时延,还可以避免过长的报文长时间占用链路,同时也有利于进行差错控制。
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  • 报文的优点:
    1.无需建立连接,所以不存在建立所带来的问题:建立连接的时延。所以用户可以随时发送报文。
    2.动态分配线路:当发送发把报文传送给结点交换机时,结点交换机先存储整个报文,然后选择一条合适的空闲线路,将保安问发送出去。
    3.提高线路可靠性:如果某条传输路径发生故障,会重新选择另外一条路径传输数据,因此提高了传输可靠性。
    4.提高线路利用率:通信双方不是固定占用一条通信线路,而是在不同的时间分段部分占用物理线路。
    5.提供多目标服务:一个报文可以同时发送多个目的地址。
  • 报文缺点:
    1.引起了转发时延:因为在报文在结点交换机上要经历存储转发的过程。
    2.需要较大的存储缓存空间:这是英文报文交换对报文的大小没有限制,
    3.需要传输额外的信息量:报文需要携带目标地址、源地址等信息。
  • 分组交换的优点:
    1.无需建立连接:分组交换不需要为通信双方预先建立一条专用的通信线路,所以不存在建立所带来的问题:建立连接的时延。所以用户可以随时发送分组。
    2.线路利用率高:通信双方不是固定占用一条通信线路,而是在不同的时间分段部分占用物理线路。
    3.简化了存储管理:这是相对于报文交换而言的。因为分组的长度固定的相应的缓冲区大小是固定的,管理起来想对容易。
    4.加速传输:由于分组是逐个传输的,这就使得后一个分组的存储操作与前一个分组的转发操作可以同时进行。
    5.减少出错概率和重发数据量:因为分组比报文小,因此出错概率必然减小。即使分组出错,也只需重传出错的分组,这比重传整个报文的数据量小很多,这样不仅提高了可靠性,减少了传输时延。
  • 分组交换的缺点:
    1.引起了转发时延:因为在分组在结点交换机上要经历存储转发的过程。
    2.需要传输额外的信息量:将原始的报文分割成等长的数据块,每个数据块都需要携带目标地址、源地址等信息。
    3.分组交换采用数据报服务时,可能出现失序、丢失、重复分组。分组到达目的结点时,需要重新还原成原始报文,比较麻烦。但是若分组采用虚电路服务时,虽然没有分组失序的问题,但是有呼叫建立、数据传输和虚电路释放三个过程。因此分组交换采用数据报服务比较好点。

三、计算机网路定义和分类

3.1计算机网络的定义:

  • 计算机网络的精确定义并未统一

  • 计算机网络的最简单的定义是:一些互相连接的、自治的计算机的集合。
    互连:是指计算机之间可以通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,他有自己的硬件和软件,可以单独运行使用;
    集合:是指至少需要两台计算机;

  • 计算机网络的较好的定义是:计算机网络主要是由一些通用的、可编程的硬件(一定包含有中央处理机CPU)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同类型的数据,并能支持广泛的和日益增长的应用。

  • 计算机网络所连接的硬件,并不限于一般的计算机,而是包括了智能手机等智能硬件。

  • 计算机网络并非专门用来传送数据,而是能够支持很多种的应用(包括今后可能出现的各种应用)。

3.2计算机网络的分类

  • 按交换技术分类:
    电路交换网络
    报文交换网络
    分组交换网络

  • 按使用者分类:
    公用网:公用网是指电信公司出资建造的大型网络。“公用”的意思就是所有愿意按电信公司的规定缴纳费用的人都可以使用这种网络
    专用网:专用网是指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提供服务。例如铁路、军队等系统均有本系统的专用网。

  • 按传输介质分类:
    有线网络
    无线网络:无线局域网所使用的WiFi技术,比较普遍。

  • 按覆盖范围分类:
    家庭路由器,一般会标有1个广域网WAN 和多个局域网LAN的接口
    1.广域网WAN(Wide Area Network)
    作用范围通常为几十到几千公里,因而有时也称为远程网(long haul network)。广域网是互联网的核心部分,其任务是通过长距离(例如,跨越不同的国家)运送主机所发送的数据。
    2.城域网MAN
    作用范围一般是一个城市,可跨越几个街区甚至整个城市
    3.局域网LAN
    一般用微型计算机或工作站通过高速通信线路相连(速率通常在 10 Mbit/s 以上),但地理上范围较小(1 km 左右)。 比如实验室、一栋楼、一个校园等。局域网通常由某个单位,单独使用和维护。
    4.个域网PAN
    不是连接计算机的,是在个人工作的地方把个人使用的电子设备用无线技术连接起来的网络。

  • 按拓扑结构分类:
    总线型网络
    使用单根数据线把计算机连接起来。
    优点是:建网容易、增减结点方便、节省线路。
    缺点是:重负载时通信效率低,总线任意一处出现故障,则全网瘫痪。
    在这里插入图片描述
    星型网络
    将每个计算机都以单独的线路与中央设备相连。
    现在一般是交换机或者路由器。
    这种网络拓扑便于网络的几种控制和管理,因为端用户之间的通信必须经过中央设备。缺点是:成本高,中央设备对故障敏感。
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    环形网络
    是将所有计算机的网络接口连接成一个环。环中信号是单项传输。
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    网状型网络
    一般情况下,每个结点至少由两条路径与其他节点相连。多用在广域网中。
    优点是:可靠性高。缺点是:控制复杂、线路成功高
    在这里插入图片描述

四、计算机网络的性能指标

4.1速率

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例如:计算机固态硬盘,标称容量为250GB,而操作系统显示:232.8GB。是因为厂家给出的单位GB中的G,为10的9次方。而操作系统数据量单位GB中的G为2的30次。
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4.2带宽

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4.3吞吐量

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带宽1 Gb/s的以太网,代表其额定速率是1 Gb/s,这个数值也是该以太网的吞吐量的绝对上限值。因此,对于带宽1 Gb/s的以太网,可能实际吞吐量只有 700 Mb/s,甚至更低。
注意:吞吐量还可以用每秒传送的字节数或帧数表示

4.4时延

时延时指数据(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的时间。

网络时延由几部分组成:

  • 发送时延
    主机或路由器发送数据帧所需要的时间,也就是从发送数据帧的第一个比特算起,到该帧的最后一个比特发送完毕所需的时间。

  • 传播时延
    电磁波在信道中传播一定的距离需要花费的时间。

  • 处理时延
    主机或路由器在收到分组时要花费一定时间进行处理

  • 排队时延
    分组在进过网络传输时,要经过许多路由器。但分组在进入路由器后要先在输入队列中排队等待处理。

有时会把排队时延看成处理时延 一部分
总时延 = 发送时延 + 传播时延 + 处理时延 (处理时延 + 排队时延)

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当处理时延忽略不计时,发送时延 和 传播时延谁占主导,要具体情况具体分析

4.5时延带宽积

时延带宽积 = 传播时延 * 带宽

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4.6 往返时间

互联网上的信息不仅仅单方向传输而是双向交互的。因此,我们有时很需要知道双向交互一次所需的时间。

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4.7利用率

利用率有信道利用率和网络利用率两种。
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4.8丢包率

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五、常见的计算机网络体系结构_1

5.1、常见的计算机网络体系结构

如今用的最多的是TCP/IP体系结构,现今规模最大的、覆盖全球的、基于TCP/IP的互联网并未使用OSI标准。
TCP/IP体系结构相当于将OSI体系结构的物理层和数据链路层合并为了网络接口层,并去掉了会话层和表示层。
TCP/IP在网络层使用的协议是IP协议,IP协议的意思是网际协议,因此TCP/IP体系结构的网络层称为网际层

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在用户主机的操作系统中,通常都带有符合TCP/IP体系结构标准的TCP/IP协议族。
而用于网络互连的路由器中,也带有符合TCP/IP体系结构标准的TCP/IP协议族。
只不过路由器一般只包含网络接口层和网际层

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网络接口层:并没有规定具体内容,这样做的目的是可以互连全世界各种不同的网络接口,例如:有线的以太网接口,无线局域网的WIFI接口等。
网际层:它的核心协议是IP协议。
运输层:TCP和UDP是这层的两个重要协议。
应用层:这层包含了大量的应用层协议,如 HTTP , DNS 等。

IP协议(网际层)可以将不同的网络接口(网络接口层)进行互连,并向其上的TCP协议和UDP协议(运输层)提供网络互连服务
而TCP协议在享受IP协议提供的网络互连服务的基础上,可向应用层的相应协议提供可靠的传输服务。
UDP协议在享受IP协议提供的网络互连服务的基础上,可向应用层的相应协议提供不可靠的传输服务。
TCP/IP体系结构中最重要的是IP协议和TCP协议,因此用TCP和IP来表示整个协议大家族。
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由于TCP/IP体系结构为了将不同的网络接口进行互连,而网络接口层并没有规定什么具体的内容,这就对我们学校计算机网络的完整体系而言就会缺少一部分内容。教学时综合OSI和TCP/IP的优点,采用一种五层协议的原理体系结构。把TCP/IP体系结构的网络接口层分成了物理层和数据链路层。这样更容易学习计算机网络原理知识。
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5.2、计算机网络体系结构分层的必要性

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物理层问题

这图说明
第一,严格来说,传输媒体并不属于物理层
第二,计算机传输的信号,并不是图示的方波信号。举例方波信号,只是让初学者容易理解

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数据链路层问题
例如:
主机abcde通过总线互连,构成了一个总线型网络。假设,已经解决了物理层的问题:主机间可以发送信号来传输比特0/1了。那么在这样一个总线型的网络上,还有面临什么需要解决的问题?

  • 如图所示,主机A要给主机C发送数据。但是,表示数据的信号会通过总线传播到总线上的每一个主机。那么主机C如何知道数据是发送自己要接受的呢? 而主机BDE又如何知道该数据并不是发送自己的,该如何拒绝呢? 那么就要引出了 问题一:如何标识网络中个主机的问题(主机编制问题,例如网卡上的MAC地址),MAC就是主机在网络中的地址。

  • 主机在发送数据时,应该给数据附加上目的地址,当其他主机收到后,根据目的地址和自身地址,来决定是否接受数据。那么问题二:目的主机如何从信号所表示的一连串比特流中区分出地址和数据? 也就是需要解决分组的封装格式问题

  • 另外,对于总线型的网络,还会出现下面这种典型的问题。例如,某个总线是空闲的,也就是没有主机使用总线来发送数据。片刻之后,主机B和D同时向总线发送数据,这必然会造成信号碰撞。因此,问题三:如何协调各主机争用总线 。 需要说明的是:这种总线型的网络早已经被淘汰。

  • 现在常用的是使用以太网交换机将多台主机互连形成的交换式以太网。那么以太网交换机是如何实现呢?那么将以上问题划分给 数据链路层 。

  • 只要解决了物理层和数据链路层各自所面临的的问题,那么就可以实现分组在一个网络上传输了。因特网是由非常多的网络和路由器互连起来的,仅仅解决物理层和数据链路层的问题,需要其他层次相互配合

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网络层问题
例子:
由3个路由器,4个网络互连起来的小型互联网。上述的例子中,仅有一个网络,我们不需要对网咯进行表示。

  • 问题一:而在本例中,有多个网络,那么需要面临着如何标识各网络以及网络中各主机的问题(也就是说网络和主机共同编址问题)。也就说用IP地址来表示。
    例如网络N1中各设备的IP地址,该类IP地址的前三个十进制数用来标识网络第四个十进制数用来标识主机。在本例中,网络N1的网络号为192.168.1,该网络上的笔记本电脑、服务器、以及路由器接口的的IP地址前三个数都是192.168.1.。因为他们都在网络N1上。而第四个十进制数各不相同,用来标示他们自己。

  • 问题二:源主机和目的主机之间的传输路径往往不止一条。分组从源主机到目的主机可走不同的路径。这样就引出了路由器如何转发分组的问题。以及如何进行路由如何选择的问题。那么将问题二划分为网络层。

  • 如果解决了物理层、数据链路层、网络层各自的问题,可以实现分组在网络间传输的问题。
    在这里插入图片描述

运输层问题
例如:

  • 问题一:假设这台主机中运行着两个网络通信相关的应用进程,浏览器、和QQ进程。这台服务器中运行着与网络通信相关的服务器进程。某个时刻,主机收到了来自服务器的分组,那么这些分组是交给浏览器呢、还是QQ进程呢? 这就引出了如何标识网络通信相关的应用进程,进而解决进程之间基于网络的通信问题。

  • 问题二:如果某个分组在传输过程中出现误码,或者由于路由器繁忙,导致路由器丢弃分组(也就是说:若出现传输错误,如何处理?

将这些问题全部划分为运输层。
至此,如果我们解决了物理层、数据链路层、网络层、运输层各自的问题。可以实现进程之间基于网络的通信。

如何标识与网络通信相关的应用进程:一个分组到来,我们应该交给哪个进程处理呢?浏览器进程还是QQ进程

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应用层问题

应用层该用什么方法(应用层协议)去解析数据

在此基础上,只需制定各种应用协议,并按着协议标准编写相应的应用程序,通过应用进程间的交互来完成特定的网络应用。
例如:支持万维网应用的HTTP协议等等。将这些问题换分为应用层。
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总结

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程序员要编程解决实现计算机网络所面临的所有软件问题。那么你是愿意将这些问题全部放在一个模块中编程实现呢?还是愿意划分到不同模块中,逐模块编程实现呢?肯定是选择划分不同模块。

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5.3、计算机网络体系结构分层思想举例

通过实例,来看看计算机网络体系结构分层处理方法。例子:主机的浏览器如何与Web服务器进行通信
假设网络拓扑如下所示:主机属于网络N1,web服务器属于网络N2。N1和N2通过路由器互连。我们使用主机中的浏览器来访问web服务器。当输入网址后,主机会向web服务器发送请求,微博服务器收到请求后,会发回相应的相应。主机的浏览器收到相应后,将其解析为具体的网页内容显示出来。
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  • 解析:
    然而,主机和Web服务器之间基于网络的通信,实际上是主机中的浏览器应用进程与Web服务器中的Web服务器应用进程之间基于网络的通信
    在这里插入图片描述
    体系结构的各层在整个过程中起到怎样的作用?

5.3.1 发送方发送

第一步:
应用层按照HTTP协议的规定构建一个HTTP请求报文。报文内容(Get Accept Host…)
应用层将HTTP请求报文交付给运输层处理
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第二步:
运输层给HTTP请求报文添加一个TCP首部,使之成为TCP报文段。TCP报文段的首部格式作用是区分应用进程以及实现可靠传输
运输层将TCP报文段交付给网络层处理
在这里插入图片描述
第三步:

网络层给TCP报文段添加一个IP首部,使之成为IP数据报。IP数据报的首部格式作用是使IP数据报可以在互联网传输,也就是被路由器转发。
网络层将IP数据报交付给数据链路层处理

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第四步:
数据链路层给IP数据报添加一个首部和一个尾部,使之成为帧 (图示右边为首部,左边为尾部)
该首部的作用主要是为了让帧能够在一段链路上或一个网络上传输,能够被相应的目的主机接收。
该尾部的作用是让目的主机检查所接收到的帧是否有误码
数据链路层将帧交付给物理层
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第五步:
物理层先将帧看做是比特流,这里的网络N1假设是以太网,所以物理层还会给该比特流前面添加前导码。
前导码的作用是为了让目的主机做好接收帧的准备
物理层将装有前导码的比特流变换成相应的信号发送给传输媒体
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第六步:
信号通过传输媒体到达路由器
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5.3.2 路由器转发

第一步:网络层
物理层将信号变换为比特流,去掉前导码(物理层添加的)。
将其交付给数据链路层,就是交付的是帧。
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第二步:数据链路层
数据链层将帧的首部和尾部去掉。
将其交付给网络层,其实是交付的IP数据报
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第三步:网络层
网络层解析IP数据报的首部,从中提取目的的网络地址,然后查找自身的路由表,确定转发端口,以便进行转发。
网络层将IP数据报交付给数据链路层
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第四步:数据链路层
数据链路层给IP数据报添加一个首部和一个尾部,使之成为帧.
数据链路层将帧,交付给物理层,物理层将帧看成为比特流。

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第五步:物理层
物理层先将帧看成比特流,这里的网络N2假设是以太网,所以物理层还会给该比特流前面添加前导码.
物理层将装有前导码的比特流变换成相应的信号发送给传输媒体,信号通过传输媒体到达Web服务器.
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在路由器中

物理层提取目的网络地址后查找自身路由表。确定转发端口, 以便进行转发.
网络层将IP数据报交付给数据链路层.
数据链路层给IP数据报添加一个首部和一个尾部,使之成为帧.
数据链路层将帧交付给物理层.
物理层先将帧看成比特流,这里的网络N2假设是以太网,所以物理层还会给该比特流前面添加前导码.
物理层将装有前导码的比特流变换成相应的信号发送给传输媒体,信号通过传输媒体到达Web服务器.

5.3.3 接收方接收

和发送方(主机)发送过程的封装正好是反着来

  • 在Web 服务器上

物理层将信号变换为比特流,然后去掉前导码后成为帧,交付给数据链路层
数据链路层将帧的首部和尾部去掉后成为IP数据报,将其交付给网络层
网络层将IP数据报的首部去掉后成为TCP报文段,将其交付给运输层
运输层将TCP报文段的首部去掉后成为HTTP请求报文,将其交付给应用层
应用层对HTTP请求报文进行解析,然后给主机发回响应报文
发回响应报文的步骤和之前过程类似
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5.4、计算机网络体系结构中的专用术语

以下介绍的专用术语来源于OSI的七层协议体系结构,但也适用于TCP/IP的四层体系结构和五层协议体系结构
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5.4.1实体

5.4.2对等实体

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5.4.3协议

协议:控制两个对等实体进行逻辑通信的规则的集合

  • 而之所以称为“逻辑通信”,是因为这种通信不存在,是假设出来的一种通信。目的是:方便我们单独研究体系结构某一层时,不用考虑其他层。例如我们研究运输层时,可以假设运输层对等实体在进行逻辑通信,而不用顾忌其他层。

5.4.4协议三要素:

  1. 语法:定义所交换信息的格式

例如,下图中是IP数据报的格式:
其中小格子称为字段或域;数字表示字段的长度,单位是位(比特)。而语法就是定义了这些小格子的长度和先后顺序,也就是说语法定义了所交换信息由哪些字段以及何种顺序构成。而我们没有必要记住每种分组的格式,只要能看懂格式说明就可以了。
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  1. 语义:定义收发双方所要完成的操作
    这个例子就可以体现出通信双方收到分组后完成怎样的操作。 这是HTTP协议的语义所定义的。
    1.主机会访问web服务器,她会构建一个HTTP的Get请求报文,然后将其发送给web服务器。
    2.web服务器收到该报文并进行解析(知道这是一个HTTP的Get请求报文),于是就在自身内部查找所请求的内容,并将所找到的内容封装在一个HTTP相应报文中发回给主机。
    3.主机收到HTTP相应报文后,对其进行解析,取出所请求的内容并由浏览器解析显示。

  2. 同步:定义收发双发的时序关系
    例如:TCP采用“三报文握手”建立间接的过程。要写进行运输层TCP实体间的逻辑通信,首先必须建立连接,从连接建立过程就可以看出,TCP客户端和TCP服务器之间的时序关系,以及各自的状态转换。只有双方建立连接后,才能进行TCP数据传输。这个例子可以充分体现计算机网络协议三要素中的同步。

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5.4.5 服务

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5.4.6访问访问点、服务原语

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5.4.7 协议数据单元PDU、服务时间单元SDU

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最后

以上就是腼腆早晨为你收集整理的计算机网络第1章(概述)一、因特网概述二、三种交换方式三、计算机网路定义和分类四、计算机网络的性能指标五、常见的计算机网络体系结构_1的全部内容,希望文章能够帮你解决计算机网络第1章(概述)一、因特网概述二、三种交换方式三、计算机网路定义和分类四、计算机网络的性能指标五、常见的计算机网络体系结构_1所遇到的程序开发问题。

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