计算机网络复习

计算机网络和Internet

Internet层次型网络架构

数据交换技术

电路交换

• 过程:
  • 建立连接
  • 通信
  • 释放连接
• 电路交换的优点:
  1. 能保证网络传输的性能：数据的传输速率, 端到端延迟.
  2. 传输过程中只要连接不中断, 就不会产生丢包, 也不会有乱序.
• 电路交换的缺点:
  1. 传输前要建立连接, 需要花费时间.
  2. 传输过程中一旦连接中断就要重新建立连接.
  3. 在网络容量固定的情况下, 只能允许固定数量的用户同时接入网络.超出上限的用户则不能接入网络(即有准入控制, admission control).

分组交换

• 基本原理:

性能评价参数

延迟

$d_{nodal} = d_{proc} + d_{prop} + d_{trans} + d_{queue}$

• 延迟包括节点处理延迟$d_{proc}$, 传输延迟$d_{prop}$, 传播延迟$d_{trans}$和排队延迟$d_{queue}$.
  • 节点处理延迟通常可以忽略不计, 因为节点的计算能力越来越强大.
  • 传输延迟 = 数据包长度L(bits) / 链路带宽R(bps).
  • 传播延迟 = 链路两个节点间的物理距离d / 链路物理介质的传播速度s.
  • 排队延迟和网络中的业务量有关, 是一个随时间变化的量.

丢包率

• 数据包在路由器排队等待转发，当转发的速度小于数据包到达的速度时，数据
  包就会在路由器中排队。如果排队的数据包数量超过路由器缓冲区大小（缓冲
  区满），后序到达的数据包就会被丢弃.

吞吐率

• 吞吐率: 在源端和目标端之间传输的速率（数据量/单位时间）.
  • 瞬间吞吐量: 在一个时间点的速率
  • 平均吞吐量: 在一个长时间内平均值
• 带宽时延积: 一条链路可以容纳的最大bit数量.
  • 带宽时延积 = 传输速率R * 传播延迟$d_{prop}$
  • 一个比特宽度$=\frac{m}{R * d_{prop}} = \frac{m}{R * \frac{m}{s}} = \frac{s}{R}$

Internet协议栈

1. 应用层：面向用户提供端到端的网络服务。
2. 传输层：为应用层提供端到端的数据传输服务。
3. 网络层：转发和路由。为数据包找到一条从源地址到目的地址的路径。
4. 链路层：为共享同一条链路的多个用户分配链路资源，以便把数据包传输到网络层指定的相邻节点上。
5. 物理层：负责把数字信号转换成模拟信号（光/电等），在物理介质上传输。

应用层

网络应用的体系架构

客户-服务器(C/S)架构

• 服务器:
  • 一直运行
  • IP地址和端口号固定
  • 扩展性差
• 客户端:
  • 主动与服务器通信
  • 与互联网有间歇性的连接
  • 可能是动态IP地址
  • 不直接与其他客户端通信

P2P架构

HTTP