第一章 計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，標準化工作相關(guān)組織，性能指標，分層結(jié)構(gòu)，OSI參考模型

1.計算機網(wǎng)絡(luò)：
（1）概念：
①計算機網(wǎng)絡(luò)是將一個分散的、具有獨立功能的計算機系統(tǒng)，通過通信設(shè)備與線路連接起來，由功能完善的軟件實現(xiàn)資源共享和信息傳遞的系統(tǒng)。
②計算機網(wǎng)絡(luò)是互連的（互連互通）、自治的（無主從關(guān)系）的計算機集合。
（2）功能：數(shù)據(jù)通信、資源共享、分布式處理、提高可靠性、負載均衡。
（3）組成：
①組成部分：硬件、軟件、協(xié)議。
②工作方式：
邊緣部分：用戶直接使用（P2P方式、C/S方式）
核心部分：為邊緣部分服務(wù)。
③功能組成：
通信子網(wǎng)：實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信。（各種傳輸介質(zhì)、通信設(shè)備、相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議組成。OSI模型的下三層）
資源子網(wǎng)：實現(xiàn)資源共享/數(shù)據(jù)處理。（實現(xiàn)資源共享功能的設(shè)備和軟件的集合。OSI模型的上三層）
（4）分類：
①按分布范圍分：廣域網(wǎng)WAN、城域網(wǎng)MAN、局域網(wǎng)WAN、個人區(qū)域網(wǎng)PAN
②按使用者分：公用網(wǎng)（中國電信、中國聯(lián)通）、專用網(wǎng)（軍隊、政府）
③按交換技術(shù)分：電路交換、報文交換、分組交換。
④按拓撲結(jié)構(gòu)分：總線型、星型、環(huán)型、網(wǎng)狀型
⑤按傳輸技術(shù)分：廣播式網(wǎng)絡(luò)（共享公共通信信道）、點對點網(wǎng)絡(luò)（使用分組存轉(zhuǎn)發(fā)和路由選擇機制）
2.標準化工作相關(guān)組織：
國際標準化組織ISO：OSI參考模型、HDLC協(xié)議
國際電信聯(lián)盟ITU：制定通信規(guī)則
國際電氣電子工程師協(xié)會IEEE：學術(shù)機構(gòu)、IEEE802系統(tǒng)標準、5G
Internet工程任務(wù)組IETF：負責因特網(wǎng)相關(guān)標準的制定 RFC XXXX
3.性能指標：
（1）速率：
①速率即數(shù)據(jù)率或稱數(shù)據(jù)傳輸率或比特率。
②連接在計算機網(wǎng)路上的主機在數(shù)字信道上傳輸數(shù)據(jù)位數(shù)的速率。單位是b/s、kb/s、Mb/s、Gb/s、Tb/s。
（2）帶寬：
①“帶寬”原本指某個信號具有的頻帶寬度，即最高頻率與最低頻率只差，單位是赫茲（hz）.
②計算機網(wǎng)絡(luò)中，帶寬用來表示網(wǎng)絡(luò)的通信線路傳送數(shù)據(jù)的能力，通常是指單位時間內(nèi)從網(wǎng)絡(luò)中的某一點到另一點所能通過的“最高數(shù)據(jù)率”。單位是“比特每秒”，b/s、kb/s、Mb/s、Gb/s、Tb/s。
（3）吞吐量：
①表示在單位時間內(nèi)通過某個網(wǎng)絡(luò)（或信道、接口）的數(shù)據(jù)量。單位b/s、kb/s、Mb/s、Gb/s等。
②吞吐量受網(wǎng)絡(luò)的帶寬或網(wǎng)絡(luò)的額定速率的限制。
（4）時延：
①時延指數(shù)據(jù)（報文/分組/比特流）從網(wǎng)絡(luò)（或鏈路）的一端傳送到另一端所需的時間，也叫延遲或遲延。單位是s。
②時延包含：發(fā)送時延、傳播時延、排隊時延、處理時延。
A.發(fā)送時延：從發(fā)送分組的第一個比特算起，到該分組的最后一個比特發(fā)送完畢所需的時間。發(fā)送時延=數(shù)據(jù)長度/信道帶寬（發(fā)送速率）
B.傳播時延：取決于電磁波傳播速度和鏈路長度。傳播時延=信道長度/電磁波在信道上的傳播速率。
C.排隊時延：等待輸出輸入鏈路可用。
D.處理時延：檢錯，找出口。
（5）時延帶寬積：
①時延帶寬積=傳播時延X帶寬
②時延帶寬積又稱為以比特為單位的鏈路長度。即“某段鏈路現(xiàn)在有多少比特”（容量）。
（6）往返時延RTT：
①從發(fā)送方發(fā)送數(shù)據(jù)開始，到發(fā)送方收到接收方的確認（接收方收到數(shù)據(jù)后立即發(fā)送確認），總共經(jīng)歷的時延。
②RTT越大，在收到確認之前，可以發(fā)送的數(shù)據(jù)越多。
③RTT主要包括傳播時延*2.
（7）利用率：
①信道利用率：有數(shù)據(jù)通過時間/（有+無）數(shù)據(jù)通過時間
②網(wǎng)絡(luò)利用率：信道利用率加權(quán)平均值
4.分層結(jié)構(gòu)：
（1）分層的基本原則：
①各層之間相互獨立，每層只實現(xiàn)一種相對獨立的功能。
②每層之間界面自然清晰，易于理解，相互交流盡可能少。
③結(jié)構(gòu)上可以分開。每層都使用最合適的技術(shù)實現(xiàn)。
④保持下層對上層的獨立性，上層單向使用下層提供的服務(wù)。
⑤整個分層結(jié)構(gòu)應(yīng)該能促進標準化工作。
（2）實體：第n層中的活動元素稱為n層實體。同一層的實體叫對等實體。
（3）協(xié)議：為進行網(wǎng)絡(luò)中的對等實體數(shù)據(jù)交換而建立的規(guī)則、標準或約定稱為網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。（水平）
①語法：規(guī)定傳輸數(shù)據(jù)的格式。
②語義：規(guī)定所要完成的功能。
③同步：規(guī)定各種操作的順序。
（4）接口（訪問服務(wù)點SAP）：上層使用下層服務(wù)的入口。
（5）服務(wù)：下層為相鄰上層提供的功能調(diào)用。（垂直）
（6）PDU=PCI+SDU
SDU服務(wù)數(shù)據(jù)單元：為完成用戶所要求的功能而應(yīng)傳送的數(shù)據(jù)。
PCI協(xié)議控制信息：控制協(xié)議操作的信息。
PDU協(xié)議數(shù)據(jù)單元：對等層次之間傳送的數(shù)據(jù)單位。
5.OSI參考模型：
（1）應(yīng)用層：
①所有能和用戶交互產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)流量的程序。
②典型應(yīng)用層服務(wù)：文件傳輸（FTP）、電子郵件（SNMP）、萬維網(wǎng)（HTTP）
（2）表示層：
①用于處理在兩個通信系統(tǒng)中交換信息的表示方式。
②功能一：數(shù)據(jù)格式變換。
功能二：數(shù)據(jù)加密解密。
功能三：數(shù)據(jù)壓縮和恢復。
（3）會話層：
①向表示層實體/用戶進程提供建立連接并在連接上有序地傳輸數(shù)據(jù)。這是會話，也是建立同步（SYN）。
②功能一：建立、管理、終止會話。
功能二：使用校驗點可使會話在通信失效時從校驗點/同步點繼續(xù)恢復通信，實現(xiàn)數(shù)據(jù)同步。
（4）傳輸層：
①負責主機中兩個進程的通信，即端到端的通信。傳輸單位是報文段或者用戶數(shù)據(jù)報。
②功能一：可靠傳輸、不可靠傳輸。
功能二：差錯控制。
功能三：流量控制。
功能四：復用分用。
復用：多個應(yīng)用層進程可同時使用下面運輸層的服務(wù)。
分用：運輸層把收到的信息分別交付給上面應(yīng)用層中相應(yīng)的進程。
（5）網(wǎng)絡(luò)層：
①主要任務(wù)是把分組從源端傳到目的端，為分組交換網(wǎng)上的不同主機提供通信服務(wù)。網(wǎng)絡(luò)層傳輸單位是數(shù)據(jù)報。
②功能一：路由選擇
功能二：流量控制
功能三：差錯控制
功能四：擁塞控制
③ 主要協(xié)議：IP、IPX、ARP、OSPF
（6）數(shù)據(jù)鏈路層：
①主要任務(wù)就是把網(wǎng)絡(luò)層傳下來的數(shù)據(jù)報組裝成幀。傳輸單位是幀。
②功能一：成幀（定義幀的開始和結(jié)束）
功能二：差錯控制
功能三：流量控制
功能四：訪問（接入）控制，控制對信道的訪問
③主要協(xié)議：PPP、SDLC
（7）物理層：
①主要任務(wù)是在物料媒體上實現(xiàn)比特流的透明傳輸，傳輸單位是比特。
②透明傳輸：不管所傳數(shù)據(jù)是什么樣的比特組合，都應(yīng)當在鏈路上傳送。
③功能一：定義接口特性
功能二：定義傳輸模式（單工、半雙工、雙工）
功能三：定義傳輸速率
功能四：比特同步
功能五：比特編碼
④主要協(xié)議：RJ45、802.3