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計算機網路常用重要概念~

物理層

  對這部分內容的考查,以基本原理和概念的形式為主。掌握通道、訊號、頻寬、碼元、波特、速率、信源、信宿、編碼與調製、電路交換、報文交換、分組交換、資料報、虛電路等基本概念。重點掌握奈奎斯特定理和夏農定理。此外,還要注意複習每層上的網路裝置 ,在考查目標中特別強調了對典型網路裝置的工作原理及應用的考查。物理層裝置有集線器、中繼器。

 

 

以下 我都把 分組交換  說成 資料包交換  更具體。

 

p2p對等連線  和c/s連線 區別:

c/s 就是 客戶端 和伺服器端。

p2p 就是 使用者即可充當 客戶端 又可以是 伺服器。 視訊 音訊 下載 和上傳 。 上傳 供別人用 時候就是伺服器作用,下載別人的 就是客戶端。

網路 就是給處在 計算機 提供連通性。

網路起核心作用的路由器,是一種專用計算機(也不是主機),實現資料包交換的關鍵構件。作用就是轉發收到的資料包。這是網路核心最重要的功能。

所以 資料包交換 概念重要。方便理解,先說 電路交換。什麼是電路交換?

下圖

 

當電話機增多時候,就需要很多彼此連線的交換機,構成覆蓋全球的電信網。

從通訊資源分配角度來看,交換 就是 按照某種方式 動態地分配傳輸線路的資源

撥打電話過程就是  撥號:請求建立連線(佔用資源),等待呼叫的過程就是建立連線的過程(一直佔用資源,從撥打方到接聽方的 專用的物理通道)。通話結束就是 把剛剛佔用的通訊資源歸還電信網,釋放連線。即電路交換。

重要特點:

為什麼說這種方式效率低。因為這種方式 線路真正用於傳輸資料的時間不到10%甚至1%,多數時候是被浪費的。

  資料包交換

 

我們要傳送的整段資料叫做 報文,傳送資料前,先把較長的報文 分成幾個更小的等長的小段。在每個小段中加上一些必要的 控制資訊

作為頭部。就組成了一個數據包。資料包是網際網路傳輸的 資料單元。

資料包的頭部非常重要。正是 頭部有(目的機地址,源地址)等控制資訊,資料包才能在網路中 獨立得選擇 傳輸路徑,並最終 正確地被交付到

終點。

上面提到 每個使用者電腦  和用作路由器  都是 計算機 。但用處差別大。 使用者電腦是用作 資訊處理的。路由器 是用作 轉發 資料包的,即資料包交換。

路由器 做了什麼呢?當路由器收到一個 資料包時,先暫時存一下, 查詢轉發表,根據資料包的頭部資訊(目的地址),找個合適的介面,把資料包發給

下一個路由器。每個路由器必須經常交換路由資訊,以幫助動態建立和維護 路由表,使轉發表在整個網路發生變化時候及時更新。

 

 

上圖 把網路簡化為鏈路。路由器就是其中 重要的節點。轉發資料包最重要的就是知道 路由器怎麼連起來的。

 

注意 與電路交換 區別,資料包交換 不是 佔用 端到端的 資源,而是 資料包在 哪條鏈路上,就佔用哪條鏈路資源。一段一段得佔用資源,就省去了

請求建立連線和釋放連線的時間,因此 效率高啊。

為了保證  資料包交換網路的可靠性,採用網狀拓撲結構圖,以便在某個節點故障卡住時候,路由器可靈活改變 轉發路由,不至於全網癱瘓。

 

上面介紹資料包交換時候就是介紹他的優點,但是必須指出,他也是有缺點的,比如,每個資料包必須加上必要的控制頭部,資料包交換網增加了專門

的控制和管理。同時,資料包到了在路由器需要排隊,增加時延。

分析:在實際生活中,使用電路交換還是資料包交換?當傳輸大量資料,傳輸時間遠大於建立連線的時間,則電路交換效率比較快。

報文交換和資料包交換不需要預先分配頻寬,所以傳輸突發的資料時候,可以提高網路 通道(資訊是抽象的,但是傳輸資訊必須有具體的媒介。比如

聲波靠空氣進行傳輸,空氣就是通道。通道必須有特定的信源和信宿。例如,打電話的撥打方是傳送資訊的信源,接聽方是接收資訊的信宿,之間

的通道就是通道)的利用率。

 

計算機網路的效能特徵:

速率(單位是 位元每秒):

計算機發送的資訊 都是 數字(位元就是一個二進位制的數字 1  或 0)位元是資訊量的單位。是最重要的一個指標。(100M速率 ,這裡其實省了bit/s)

注意下:提網路速率時候往往指的是 額定速率或 標稱速率、而並不是網路實際執行的速率。

 

頻寬:

有兩個意義:

1.訊號的頻寬是 訊號包含的不同頻率成分的頻率範圍。通道允許通過的訊號的頻帶範圍叫做 通道 的頻寬。

2.在計算機網路中,網路頻寬是  單位時間內 ,網路的某一條通道 能通過的最高資料率。

吞吐量:

在單位時間內,能通過某網路的實際資料量。受網路頻寬和額定速率的限制。

時延:

資料(報文,資料包或位元等)從網路一端傳送給另一端所需要的時間。是很重要的效能指標,有時叫做 延遲或遲延。

網路中的時延 由幾部分組成:

傳送時延:主機或者路由器 傳送 資料幀  () 所需的時間。

傳播時延

排隊時延

處理時延