计算机网络————概要

一、网络协议的概念

协议定义了在两个或多个通信实体之间交换的报文的格式和顺序,以及报文发送或接受一条报文或其他事件所采取的行动。

二、无连接和面向连接服务的概念和区别

一种标准的类比是:使用无连接协议就像寄信,而使用面向连接的协议就像打电话。

无连接:

无连接协议中的每个分组都是独立寻址,每个数据报都是一个独立的实体,与在两个相同的对等实体之间传送的任何其他数据报都没有关系,这就意味着协议很可能是不可靠的。也就是说,网络会尽最大努力传送每一个数据报,但并不保证数据报不丢失、不延迟或者不错序传输。

面向连接:

面向连接分为三个阶段,第一是建立连接,在此阶段,发出一个建立连接的请求。只有在连接成功建立之后,才能开始数据传输,这是第二阶段。接着,当数据传输完毕,必须释放连接。面向连接的协议则维护了分组之间的状态,使用这种协议的应用程序通常都会进行长期的对话。记住这些状态,协议就可以提供可靠的传输。

主要的区别:

其一:面向连接分为三个阶段,第一是建立连接,在此阶段,发出一个建立连接的请求。只有在连接成功建立之后,才能开始数据传输,这是第二阶段。接着,当数据传输完毕,必须释放连接。而面向无连接没有这么多阶段,它直接进行数据传输。
其二:面向连接的通信具有数据的保序性, 而面向无连接的通信不能保证接收数据的顺序与发送数据的顺序一致。

三、电路交换和分组交换的概念和区别

分组交换:

为了从源端系统向目的端系统发送一个报文,源系统将报文划分为较小的数据块,称之为分组,在源和目的地之间,每个分组都通过通信链路和分组交换机进行传送

电路交换:

在电路交换网络中,在端系统通信会话期间,预留了端系统间沿路径通信所需要的资源。当两台主机要通信时,该网络在两台主机之间创建一条专用的端到端连接。

频分复用(FDM)

链路的频谱由跨越链路创建的所有连接共享。特别是在连接期间链路为每条连接专用一个频段。

时分复用(TDM)

对于一条TDM链路,时间被划分为固定期间的帧,并且每个帧又被划分为固定数量的时隙。当网络跨越一条链路创建一条连接时,网络在每个帧中为该连接制定一个时隙。这些时隙由这些连接单独使用,一个时隙可用于传输该连接的数据。
在这里插入图片描述

区别:

(1)电路交换不考虑需求,而预先分配了传输链路的使用。这使得已分配而并不需要的链路时间未被利用。
(2)分组交换按需分配链路使用,链路传输能力将在所有需要在链路上传输分组的用户之间逐分组的共享。
(3)分组交换不适合实时服务,因为它的端到端时延是可变的和不可预测的。
(4)分组交换提供了比电路交换更好的带宽共享,比电路交换更简单,更有效,实现成本更低。

四、网络延时的概念和计算方法

时延的类型:

处理时延

检查分组首部和决定将该分组导向何处所需要的时间的处理时延的一部分。处理时延也能够包括其他因素,比如检查比特级的差错所需要的时间。

排队时延

在队列中,当分组在链路上等待传输时,他经受排队时延。

传输时延

将所有分组的比特推向链路所需要的时间。用L比特表示该分组的长度,用Rbps表示路由器之间的传输速率。
传输时延为L/R

传播时延

一旦一个比特被推向链路,该比特需要向路由器B传播,从该链路的起点到路由器B传播所需要的时间是传播时延。

排队时延和丢包

令a表示分组到达队列的平均速率,比率La/R被称为流量强度,如果La/R>1,排队时延将趋向于无穷大。

端到端时延

假设网络是无拥塞的,端到端时延:
Dend-Dend=N(Dproc+Dtrans+Dprop)

五、计算机网络的体系结构及各层交互的封装过程

1、协议分层

5层英特网协议栈:

应用层
运输层
网络层
链路层
物理层

7层ISO参考模型

应用层
表示层
会话层
运输层
网络层
链路层
物理层

表示层的作用是使通信的应用程序能够解释交换数据结构发含义,这些服务包括数据压缩和数据加密以及数据描述。
会话层提供了数据交换的定界和同步功能,包括了建立检查点和恢复方案的方法。

2、封装

在最简单的情况下, 运输层收取到报文并附上附加信息(所谓运输层首部信息),该首部将被
接收端的运输层使用。应用层报文和运输层首部信息一道构成了运输层报文段(transport­ layersegment) 。运输层报文段因此封装了应用层报文。附加的信息也许包括了下列信息: 如允许接收端运输层向上向适当的应用程序交付报文的信息;如差错检测位信息,该信息 让接收方能够判断报文中的比特是否在途中已被改变。运输层则向网络层传递该报文段,网络层增加了如源和目的端系统地址等网络层首部信息产生了网络层数据报(network-layer datagram)。该数据报接下来被传递给链路层,链路层增加它自己的链路层首部信息并创建链路层帧(link-layer frame)。所以,我们看到在每一层,一个分组具有两种类型的字段:首部字段和有效载荷字段(payload field)0有效 载荷通常是来自上一层的分组。

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