王道408--CN---计算机网络体系结构

发布时间 2023-09-16 15:33:35作者: TLSN

一、考点分布

1、选择题

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2、大题

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二、性能指标

速率

速率 = 数据率 = 数据传输率 = ⽐特率
单位是b/s,kb/s,Mb/s,Gb/s,Tb/s

带宽

1、带宽 <=> 某个信号具有的频带宽度。单位Hz
2、带宽 <=> 表示⽹络的通信线路传输数据的能⼒ = 单位时间内从⽹络中某信道所能所能通过的“最⾼数据率”。单位:bit/s
速率和带宽都是速度单位,这⾥速率是实际的传输速率,⽽带宽是理想状态下的最⼤传输速率。

吞吐量

吞吐量 = 在单位时间通过某个⽹络(或信道、接⼝)的数据量。单位b/s,kb/s.

时延

总时延 = 发送时延 + 传播时延 + 处理时延+ 排队时延
发送/传输时延 = 从发送分组的第⼀个⽐特算起,到该分组最后⼀个⽐特发送完毕所需的时间 = 数据⻓度 / 信道带宽
传播时延 = 电磁波在信道中传输⼀定距离⽽花费的时间。取决于电磁波的传输速率和链路的⻓度 = 链路⻓度 / 电磁波在信道上传播的速率
排队时延 = 节点缓存队列中分组排队所经历的时间
处理时延 = 主机或路由器在收到分组时要花费⼀定的时间进⾏处理

时延带宽积

时延带宽积 = 传播时延 × 带宽

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)共经历的时延。

RTT = 往返传播时延 + 末端处理时间

利用率

信道利⽤率 = 有数据通过时间 / (⽆ + 有)数据通过时间
⽹络利⽤率 = 全⽹络的信道利⽤率加权平均值
利⽤率不是越⾼越好,时延会随着利⽤率的增加⽽增加

三、错题1.1

计算机网络最基本的功能是是数据通信

局域网使用广播协议,广域网使用点对点协议

计算机网络拓扑结构主要取决于它的通信子网

广域网通常采用网状结构

15.在n个结,点的星形拓扑结构中,有(A)条物理链路。

A.n-1
B.n
c.n(n-1)
D.n(n+1)/2

星形拓扑结构是用一个结点作为中心结点,其他n-1个结点直接与中心结点相连构成的网络。中心结点既可以是文件服务器,也可以是连接设备。常见的中心结点为集线器。

ARPAnet是最早的计算机网络,它是因特网(Internet.)的前身

但数据链路层使用物理层的服务必须通过服务访问点实现。

分组交换网络的缺点是附加信息开销大

四、计算机体系结构

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我们把计算机网络的各层及其协议的集合称为网络的体系结构(Architecture)。
计算机网络的体系结构就是这个计算机网络及其所应完成的功能的精确定义,它是计算机络中的层次、各层的协议及层间接口的集合。

第n层中的活动元素通常称为第n层实体

具体来说,实体指任何可发送或接收信息的硬件或软件进程,通常是一个特定的软件模块。不同机器上的同一层称为对等层,同一层的实体称为对等实体。
第n层实体实现的服务为第n+1层所利用。在这种情况下,第n层称为服务提供者,第n+1层则服务于用户。

SDI、PCI、PDU

服务数据单元(SDU):为完成用户所要求的功能而应传送的数据

协议控制信息(PCI):控制协议操作的信息。第n层的协议控制信息记为n-PCI。

协议数据单元(PDU):对等层次之间传送的数据单位称为该层的PDU。
在实际的网络中,每层的协议数据单元都有一个通俗的名称,

如物理层的PDU称为比特,数据链路层的PDU称为帧,网络层的PDU称为分组,传输层的PDU称为报文段。

协议是“水平的”,即协议是控制对等实体之间通信的规则

SAP(接口、服务访问点)

同⼀个系统中相邻两层的实体进⾏交互(即交换信息)的地⽅
仅仅在相邻两层间有接⼝,且所提供服务的具体实现细节对上⼀层完全屏蔽

OSI、TCP/IP、五层协议结构

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应用层、表示层、会话层是资源子网,网络层、数据链路层、物理层是资源子网

应用层、表示层、会话层和传输层是端到端,网络层、数据链路层、物理层是点到点

端到端,点到点的含义

端到端是指由开端一直到终端
点到点是指中间会有很多中转点
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目前被广泛使用的是TCP/IP四层模型

五、OSI各层的功能

1、物理层

物理层的传输单位是比特,任务是透明的传输比特流,功能是在物理媒体上为数据端设备透明地传输原始比特流。

注意,传输信息所利用的一些物理媒体,如双绞线、光缆、无线信道等,并不在物理层协议之内而在物理层协议下面。因此,有人把物理媒体当作第0层。

2、数据链路层

数据链路层的传输单位是帧,任务是将网络层传来的P数据报组装成帧。
数据链路层的功能可以概括为成帧、差错控制、流量控制和传输管理等。

3、网络层

主要任务是把网络层的协议数据单元(分组)从源端传到目的端,为分组交换网上的不同主机提供通信服务。关键问题是对分组进行路由选择,并实现流量控制、拥塞控制、差错控制和网际互联等功能。

4、传输层

传输层也称运输层,传输单位是报文段(TCP)或用户数据报(UDP)
传输层负责主机中两个进程之间的通信,功能是为端到端连接提供可靠的传输服务,为端到端连接提供流量控制、差错控制、服务质量、数据传输管理等服务。

5、会话层

会话层负责管理主机间的会话进程,包括建立、管理及终止进程间的会话。会话层可以使用校验点使通信会话在通信失效时从校验点继续恢复通信,实现数据同步。

6、表示层

表示层主要处理在两个通信系统中交换信息的表示方式。
不同机器采用的编码和表示方法不同,使用的数据结构也不同。为了使不同表示方法的数据和信息之间能互相交换,表示层采用抽象的标准方法定义数据结构,并采用标准的编码形式。数据压缩、加密和解密也是表示层可提供的数据表示变换功能。

应用层

应用层是是用户与网络的界面。
应用层为特定类型的网络应用提供访问OSI参考模型环境的手段。因为用户的实际应用多种多样,这就要求应用层采用不同的应用协议来解决不同类型的应用要求,因此应用层是最复杂的一层.

六、错题1.2

T12

12.在OSI参考模型中,当两台计算机进行文件传输时,为防止中间出现网络故障而重传
整个文件的情况,可通过在文件中插入同步,点来解决,这个动作发生在(B)。
A.表示层
B.会话层
C.网络层
D.应用层

在OS参考模型中,会话层的两个主要服务是会话管理和同步。会话层使用校验点可使通信会话在通信失效时从校验点继续恢复通信,实现数据同步。

传输层提供主机进程之间的数据传送

各层之间的服务访问点

服务访问点(SAP)是在一个层次系统的上下层之间进行通信的接口,N层的SAP是N+1层可以访问N层服务的地方。一般而言,物理层的服务访问点是“网卡接口”,数据链路层的服务访问点是“MAC地址(网卡地址)”,网络层的服务访问点是“IP地址(网络地址)”,传输层的服务访问点是“端口号”,应用层提供的服务访问点是“用户界面”。

在ISO模型中,实现两个相邻结点间流量控制的是 数据链路层

网络层是整个网络中的流量控制,传输层是端到端的流量控制

七、其他一些知识点

传输速率与传播速率

传播速率是指电磁波在信道中传播的速率,单位是米/秒(ms),更常用的单位是千米/秒(km/s)。电磁波在光纤中的传播速率约为\(2×10^8m/s\)
传输速率指主机在数字信道上发送数据的速率,也称数据传输速率、数据率或比特率,单位是比特/秒(b/s)。更常用的速率单位是千比特/秒(kb/s)、兆比特/秒(Mb/s)、吉比特/秒(Gb/s)、太比特/秒(Tb/s)。

传输时延与传播时延

传输时延又称发送时延,是主机或路由器发送数据帧所需的时间,即从数据帧的第1比特算起,到该数据帧的最后1比特发送完毕所需要的时间。计算公式是发送时延=数据帧长度/信道带宽

传播时延是电磁波在信道中传播一定的距离所花费的时间。计算公式是传播时延=信道长度/电磁波在信道上的传播速率