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計算機網路自頂向下方法第一章學習筆記

1、因特網構成

端系統通過通訊鏈路和分組交換機連線。傳送端將資料分段,並加上首部位元組,形成的資訊包稱為分組。

分組交換機從一條鏈路接收分組,並轉發到另一條鏈路。主要分為路由器和鏈路層交換機兩類。交換機一般用於接入網,路由器通常用於網路核心。

端系統、分組交換機和其他因特網部件要執行一系列協議,協議控制因特網中資訊的收發。主要協議為TCP/IP協議。

應用程式程式設計介面(API):規定了一個端系統上的軟體請求因特網設施向執行在另一個端系統上的特定軟體交付資料的方式。

協議定義了在兩個或多個通訊實體之間交換的報文格式和次序,以及報文傳送和接收一條報文或其他事件所採取的動作。

2、資料交換

分組交換(分組:報文分為較小的資料塊傳送)

(1)儲存轉發傳輸:是指在交換機能夠向輸出鏈路傳輸該分組的第一個位元之前,必須接收到整個分組。(2)排隊時延和分組丟失:對於每條相連的鏈路,該分組交換機有一個輸出快取,用於儲存分組。如果到達的分組需要傳輸到某條鏈路,但發現該鏈路正忙於傳輸其他分組,該分組就需要等待,也就是排隊時延。當快取被充滿時,後續的分組就會丟失。(3)轉發表和路由選擇協議:每個端系統有一個IP地址,在分組中有目的地的IP,每臺路由器有一個轉發表,用來將目的地址或其一部分對映為輸出鏈路。路由選擇協議用於自動設定轉發表。

電路交換(端到端的電路連線)

頻分複用和時分複用。

分組交換和電路交換的比較:分組交換更為高效,電路交換在使用者不產生資料時消費的資源更多。

3、分組交換中的時延、丟包和吞吐量

時延包括結點處理時延、排隊時延、傳輸時延、傳播時延。

傳輸時延和傳播時延的比較:傳輸時延是路由器將分組推出所需要的時間,是分組長度和鏈路傳輸速率的函式。傳播時延是一個位元從一臺路由器向另一臺路由器傳播的時間,是距離的函式。

排隊時延:最為複雜

流量強度大於1則排隊時延趨向無窮,流量強度是指:假設每秒有a個分組到達,然後每個分組有L個位元,傳輸速率為R,流量強度為La/R。當佇列滿了之後會發生丟包。

端到端時延:鏈路中多個路由器間分組交換的時延總和。

吞吐量:瞬時吞吐量是指接收端瞬時接收檔案的速率。平均吞吐量定義為如果接收端接收F位元用去T秒,平均吞吐量為F/T。吞吐量可以近似為源和目的地之間路徑的最小傳輸速率。

4、協議層次及其服務模型(重點)

(1)分層提供一種結構化方式來討論系統元件,各層的所有協議被稱為協議棧。因特網的協議棧分為5層:物理層、鏈路層、網路層、運輸層和應用層

應用層:是網路應用程式及其應用層協議存留的地方,包括HTTP,SMTP、FTP。報文

運輸層:在應用程式端點之間傳送應用層報文。TCP和UDP協議。TCP提供面向連線的服務,包括應用層報文向目的地的確保傳遞和流量控制;也將長報文分為短報文,提供擁塞控制。UDP提供無連線服務,沒有可靠性、流量控制、擁塞控制。報文段

網路層:負責將運輸層提交的報文段和目的地址傳遞到另一臺主機。IP協議:定義了資料報中各個欄位以及端系統和路由器如何作用於這些欄位,也包括路由選擇協議。資料報

鏈路層:將網路層的資料報從一個結點(主機或路由器)移動到下一個結點。幀

物理層:將幀中的每一個位元從一個結點移動到下一個結點。

osi模型:物理層、鏈路層、網路層、運輸層、會話層、表示層、應用層

表示層:使通訊的應用程式能夠解釋交換資料的含義。

會話層:提供了資料交換定界和同步功能。

(2)封裝

應用層報文和運輸層首部資訊一起構成了運輸層報文段,附加的資訊包括差錯檢測位資訊。網路層增加了源和目的端地址等首部。每一層都對上一層的資料進行了封裝。