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计算机网络体概念

news 来源：原创 2024/5/7 4:37:46

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💟💟前言

友友们大家好，我是你们的小王同学😗😗
今天给大家打来的是
希望能给大家带来有用的知识
觉得小王写的不错的话麻烦动动小手点赞👍 收藏⭐ 评论📄
小王的主页：小王同学🚗
小王的gitee：小王同学🏩🏩
小王的github：小王同学💦

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网络是包括计算机网络的除了计算机网络之外网络还有电话网，铁路网 在我们的人体中还有人体神经网络和系统网络

计算机网络的概念

计算机网络：是一个能将分散的、具有独立的计算机系统，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
计算机网络是互连的、自治的计算机集合
互连指的是互联互通
自治指的是无主从关系

计算机网络的功能

（1）数据通信

数据通信是通信技术和计算机技术相结合而产生的一种新的通信方式。要在两地间传输信息必须有传输信道，根据传输媒体的不同，有有线数据通信与无线数据通信之分。但它们都是通过传输信道将数据终端与计算机联结起来，而使不同地点的数据终端实现软、硬件和信息资源的共享

(2)资源共享

资源共享包括硬件、软件、数据的共享

(3)分布式处理

分布式处理也称分布式计算，每个网络被同时经由所述相互通信处理的作为一个整体它是一种不断发展的计算方法。这是通过经由网络或用于实现它的机制使用多个计算机执行复杂的计算来增加吞吐量的努力。尽管归为并行计算的一种形式，但通常来说，并行计算主要是同一计算机系统中的一组CPU。但是，划分程序至关重要（将程序划分为可以同时执行的部分）。分布式处理还要求每个部分都可以在不同的环境中运行。

(4)提高可靠性

比如一台计算机崩了但是另一台链路上的主机就可以换成为这台计算机的替代机

(5)负载均衡

将工作任务均衡的分配给计算机网络中的各台计算机

计算机网络的组成

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1.组成部分

硬件
软件
协议

工作方式

-边缘部分，用户直接使用

C/S方式 P2P方式
核心部分
为边缘部分服务
功能组成
通信子网实现数据通信
资源子网实现资源共享/数据处理

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计算机网络的分类

（1）按分布者分

广域网WAN
城域网WAN
局域网WAN
个人域网PAN

（2）按使用者分

公用网

公用网一般是国家的邮电部门建造的网络."公用"的意思就是从所有愿意按邮电部门规定交纳费用的人都可以使用。
也指网络服务提供商建设，供公共用户使用的通信网络。公用网络的通信线路是共享给公共用户使用的

专用网
专用网指专用于一些的保密性要求较高的部门的网络，比如企业内部专用网、军队专用网，尤其是涉及国家机密的部门

（3）按交流技术分

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

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

标准化工作

法定标准
由权威机构制定的正式的、合法的标准 ——OSI
事实标准
某些公司的产品在竞争上占据了主流，时间长了，这些产品的协议和技术成为了标准——TCP/IP

#RFC(Request For Comments)——因特网标准的形式

(1)因特网草案

这个阶段还不是RFC文档

(2)建议标准

从这个阶段开始成为RFC文档

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

国际电气电子工程协会IEEE

学术机构、IEEE802系列标准、5G

Internet工程任务IETF

负责因特网相关标准的制定 RFC XXXX

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速率

速率即数据率或称 数据传输率 或比特率
比特 1/0 位
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
单位是 b/s ,kb/s,Mb/s,Gb/s,Tb/s
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千 kb/s=10^3b/s
兆 1Mb/s=10^3kb/s=106b/s
吉 1Gb/s=10^3Mb/s=106kb/s=10^9b/s
太 1Tb/s=10^3Gb/s=106kb/s=10^9b/s=1012b/s
存储容量 1Byte(字节)=8bit(比特)
1KB=2^{10B=1024B=1024}8b
1MB=2^10KB=1024KB
1GB=2^10KB=1024MB
1TB=2^10GB=1024GB

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之差单位是赫兹(Hz)
(2) 计算机网络中,带宽网络用来表示网路的通信线路传送数据的能力通常是指单位内从网络中
的某点到另一点能通过的最高"最高数据率" 单位是是"比特每秒",b/s,kb/s,Mb/s,Gb/s. 网络
设备所支持的最高速度

链路带宽=1Mb/s
主机在 1us 内可向链路发出 1bit 数据

电磁波 1us 可向前传播 200m
传播速率为 2x10^8m/s

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链路带宽=2Mb/s
主机在 1us 内可向链路发出 2bit 数据

吞吐量

吞吐量（Throughput）网络吞吐量：网络吞吐量是指在某个时刻，在网络中的两个节点之间，提供给网络应用的剩余带宽。即在没有帧丢失的情况下，设备能够接受的最大速率。网络吞吐量可以帮组寻找网络路径中的瓶颈。
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 等
吞吐量受网络的带宽或网络的额定速率的限制

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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花费的时间也叫延迟或迟延单位是 s

发送时延——>传播时延——>排队时延——>处理时延
发送时延=数据长度/信道带宽(发送速率)
传播时延=信道长度/电磁波在信道上的传播速率取决于电磁波传播速度和链路长度
传播时延是电磁波在信道中传播一定的距离需要花费的时间。ps：电磁波在自由空间中传播速率是光速 3.0105km/s,在铜管中约为 2.3*105km/s,在光纤中这个速度约为 2.010^5km/s.
排队时延：等待输出/入链路可用，数据从网络的一段传送到另一端所需的时间；又称延迟或迟延
处理时延：检错找出口，主机或者路由器在接收到数据之后需要话费一定的时间进行处理，如分析首部，提取数据，差错检验，寻找路由。
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时延带宽积

时延带宽积=传播时延 x 带宽
bit s b/s

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时延带宽积又称为比特为单位的链路长度即"某段链路现在有多少比特"——容量

往返时延 RTT

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
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RTT 越大，在收到的确认之前，可以发送的数据越多
RTT 包括：

往返时传播时延=传播时延*2
末端处理时间

RTT 是不包括传输时延的！不包括把主机放到信道上这样一段的时间只是作用于信道上的时间~

利用率

**利用率分为信道利用率和网络利用率，信道利用率是指某信道有百分之几的时间是被利用的。网络利用率是全网络信道利用率的加权平均值。网络时延和利用率的关系是 D=D0/1-U，其中 D0 是网络空闲时的时延，U 是利用率。因此有结论，信道或网络的利用率过高会产生非常大的延时，ISP 通常控制 U<50%.