⑴ 计算机网络的性能
计算机网络的性能一般是指它的几个重要的性能指标。但除了这些重要的性能指标外,还有一些非性能特征(nonperformance characteristics)也对计算机网络的性能有很大的影响。本节将讨论这两个方面的问题。计算机网络的性能指标,性能指标从不同的方面来度量计算机网络的性能。下面介绍常用的七个性能指标。我们知道,计算机发送出的信号都是数字形式的。比特(bit)来源于binary digit,意思是一个“二进制数字”,因此一个比特就是二进制数字中的一个1或0。比特也是信息论中使用的信息量的单位。网络技术中的速率指的是数据的传送速率,它也称为数据率(data rate)或比特率(bit rate)。速率是计算机网络中最重要的一个性能指标。速率的单位是bit/s(比特每秒)(或b/s,有时也写为bps,即bit per second)。当数据率较高时,就常常在bit/s的前面加上一个字母。例如,k(kilo)=103=千,M (Mega)=10=兆,G(Giga)=109=吉,T(Tera)=10=太,P(Peta)=10=拍,E(Exa)=1018=艾,Z(Zetta)=101-泽,Y(Yotta)=104=尧。这样,4x10'bit/s的数据率就记为40Gbit/s。现在人们在谈到网络速率时,常省略了速率单位中应有的bit/s,而使用不太正确的说法,如“40G的速率”。另外要注意的是,当提到网络的速率时,往往指的是额定速率或标称速率,而并非网络实际上运行的速率。
⑵ 简述计算机网络按距离的分类
1、从网络结点分布(即地理范围)来看,可分为局域网(Local Area Network,LAN)、广域网(Wide Area Network,WAN)和城域网(Metropolitan Area Network,MAN)。
2、按交换方式可分为线路交换网络(Circurt Switching)、报文交换网络(Message Switching)和分组交换网络(Packet Switching)。
3、按网络拓扑结构可分为星型网络、树型网络、总线型网络、环型网络和网状网络。
(2)不属于计算机网络的性能指标扩展阅读
一、局域网(Local Area Network,LAN)是指在某一区域内由多台计算机互联成的计算机组。一般是方圆几千米以内。
局域网可以实现文件管理、应用软件共享、打印机共享、工作组内的日程安排、电子邮件和传真通信服务等功能。局域网是封闭型的,可以由办公室内的两台计算机组成,也可以由一个公司内的上千台计算机组成。
二、广域网(英语:Wide Area Network,缩写为 WAN),又称广域网、外网、公网。是连接不同地区局域网或城域网计算机通信的远程网。
通常跨接很大的物理范围,所覆盖的范围从几十公里到几千公里,它能连接多个地区、城市和国家,或横跨几个洲并能提供远距离通信,形成国际性的远程网络。广域网并不等同于互联网。
三、城域网(Metropolitan Area Network)是在一个城市范围内所建立的计算机通信网,简称MAN。属宽带局域网。由于采用具有有源交换元件的局域网技术,网中传输时延较小,它的传输媒介主要采用光缆,传输速率在100兆比特/秒以上。
⑶ 计算机网络有哪些常用的性能指标
速率、带宽、吞吐量、时延、时延带宽积、往返时间RTT、利用率等。
计算机网络是指将地理位置不同的具有独立功能的多台计算机及其外部设备,通过通信线路连接起来,在网络操作系统,网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下,实现资源共享和信息传递的计算机系统。
关于计算机网络的最简单定义是:一些相互连接的、以共享资源为目的的、自治的计算机的集合。若按此定义,则早期的面向终端的网络都不能算是计算机网络,而只能称为联机系统(因为那时的许多终端不能算是自治的计算机)。
但随着硬件价格的下降,许多终端都具有一定的智能,因而“终端”和“自治的计算机”逐渐失去了严格的界限。若用微型计算机作为终端使用,按上述定义,则早期的那种面向终端的网络也可称为计算机网络。
相关信息
数据通信是计算机网络的最主要的功能之一。数据通信是依照一定的通信协议,利用数据传输技术在两个终端之间传递数据信息的一种通信方式和通信业务。它可实现计算机和计算机、计算机和终端以及终端与终端之间的数据信息传递。
是继电报、电话业务之后的第三种最大的通信业务。数据通信中传递的信息均以二进制数据形式来表现,数据通信的另一个特点是总是与远程信息处理相联系,是包括科学计算、过程控制、信息检索等内容的广义的信息处理。
⑷ 计算机网络的性能指标有哪些简述其概念。
计算机网络的性能一般指它的几个重要的性能指标。但除了这些重要的性能指标外,还有一些非性能特征也对计算机网络的性能有很大的影响。
性能指标从不同的方面来度量计算机网络的性能。下面总结下常用的七个性能指标。
1、速率
计算机发送出的信号都是数字形式的。比特(bit)是计算机中的数据量的单位,也是信息论中使用的信息量单位。英文字bit来源binary digit(一个二进制数字),因此一个比特就是二进制数字中的一个1或0。网络技术中的速率指的是链接在计算机网络上的主机在数字信道上传送数据的速率,也称为数据率(data rate)或者比特率(bit rate)。速率的单位是b/s(比特每秒)或者bit/s,也可以写为bps,即bit per second。当数据率较高时,可以使用kb/s(k=10^3=千)、Mb/s(M=10^6=兆)、Gb/s(G=10^9=吉)或者Tb/s(T=10^12=太)。现在一般常用更简单并不是很严格的记法来描述网络的速率,如100M以太网,而省略了b/s,意思为数据率为100Mb/s的以太网。这里的数据率通常指额定速率。
2、带宽
带宽本上包含两种含义:
(1)带宽本来指某个信号具有的频带宽度。信号的带宽是指该信号所包含的各种不同频率成分所占据的频率范围。例如,在传统的通信线路上传送的电话信号的标准带宽是3.1kHz(从300Hz到3.1kHz,即声音的主要成分的频率范围)。这种意义的带宽的单位是赫兹。在以前的通信的主干线路传送的是模拟信号(即连续变化的信号)。因此,表示通信线路允许通过的信号频带范围即为线路的带宽。
(2)在计算机网络中,贷款用来表示网络的通信线路所能传送数据的能力,因此网络带宽表示在单位时间内从网络的某一点到另一点所能通过的“最高数据量“。这种意义的带宽的单位是”比特每秒“,即为b/s。子这种单位的前面也通常加上千(k)、兆(M)、吉(G)、太(T)这样的倍数。
3、吞吐量
吞吐量(throughput)表示在单位时间内通过某个网络(或信道、接口)的数据量。吞吐量进场用于对现实世界中的网络的一种测量,以便知道实际上到底有多少数据量能够通过网络。显然,吞吐量受到网络的带宽或网络的额定速率的限制。例如,对于一个100Mb/s的以太网,其额定速率为100Mb/s,那么这个数值也是该以太网的吞吐量的绝对上限值。因此,对100Mb/s的以太网,其典型的吞吐量可能只有70Mb/s。
4、时延
时延指数据(一个报文或者分组)从网络(或链路)的一端传送到另一端所需的时间。时延是一个非常重要的性能指标,也可以称为延迟或者迟延。
网络中的时延由以下几部分组成:
(1)发送时延 发送时延是主机或路由器发送数据帧所需要的时间,也就是从发送数据帧的第一个比特算起,到该帧的最后一个比特发送完毕所需时间。发送时延也可以称为传输时延。发送的时延=数据帧长度(b)/发送速率(b/s)。
对于一定的网络,发送时延并非固定不变,而是与发送的帧长成正比,与发送数率成反比。
(2)传播时延 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。
传播时延=信道长度(m)/电磁波在信道上的传播数率(m/s)
电磁波在自由空间的传播速率是光速,即3.0×10^5 km/s。电磁波在网络传输媒体中的传播速率比在自由空间低一些,在铜线电缆中的传播速率约为2.3×10^5 km/s,在光纤中的传播速率约为2.0×10^5 km/s。
(3)处理时延 主机或路由器在收到分组时需要花费一定的时间处理,分析分组首部、从分组中提取数据部分、进行差错检验、查到适当路由等,这就产生了处理时延。
(4)排队时延 分组在经过网络传输时,要经过许多的路由器。但分组在进入路由器后要先在输入队列中排队等待处理。在路由器确定了转发接口后,还要在输出队列中排队等待转发。这就产生了排队延时。排队延时通常取决于网络当时的通信量。
这样数据在网络中尽力的总延时就是
总延时 = 发送延时 + 传播延时 + 处理延时 + 排队延时
对于高速网络链路,提高的仅仅是数据的发送数率而不是比特在链路上的传播速率。荷载信息的电磁波在通信线路上的传播速率与数据的发送速率并无关系。提高的数据的发送速率只是减小了数据的发送时延。
5、时延带宽积
把以上两个网络性能的两个度量,传播时延和带宽相乘,就等到另外一个度量:传播时延带宽积,即
时延带宽积 = 传播时延 × 带宽
例如,传播时延为20ms,带宽为10Mb/s,则时延带宽积 = 20 × 10 × 10^3 /1000 = 2 × 10^5 bit。这就表示,若发送端连续发送数据,则在发送的第一个比特即将达到终点时,发送端就已经发送了20万个比特,而这20万个bit都在链路上向前移动。
6、往返时间RTT
在计算机网络中,往返时间RTT也是一个重要的性能指标,表示从发送方发送数据开始,到发送方收到来自接收方的确认,总共经历的时间。对于上面提到的例子,往返时间RTT就是40ms,而往返时间和带宽的乘积是4×10^5(bit)。
显然,往返时间与所发送的分组长度有关。发送很长的数据块的往返时间,应当比发送很短的数据块往返时间要多些。
往返时间带宽积的意义就是当发送方连续发送数据时,即能够及时收到对方的确认,但已经将许多比特发送到链路上了。对于上述例子,假定数据的接收方及时发现了差错,并告知发送发,使发送方立即停止发送,但也已经发送了40万个比特了。
7、利用率
利用率有信道利用率和网络利用率。信道利用率指出某信道有百分之几的时间是被利用的。网络利用率则是全网络的信道利用率的加权平均值。信道利用率并非越高越好。这是因为,根据排队的理论,当某信道的利用率增大时,该信道引起的时延也就迅速增加。
如果D0表示网络空闲时的时延,D表示当前网络时延,可以用简单公式(D=D0/(1-U)来表示D,D0和利用率U之间的关系。U数值在0和1之间。当网络的利用率接近最大值1时,网络的时延就趋近于无穷大。
⑸ 计算机网络知识点
一、计算机网络概述
1.1 计算机网络的分类
按照网络的作用范围:广域网(WAN)、城域网(MAN)、局域网(LAN);
按照网络使用者:公用网络、专用网络。
1.2 计算机网络的层次结构
TCP/IP四层模型与OSI体系结构对比:
1.3 层次结构设计的基本原则
各层之间是相互独立的;
每一层需要有足够的灵活性;
各层之间完全解耦。
1.4 计算机网络的性能指标
速率:bps=bit/s 时延:发送时延、传播时延、排队时延、处理时延 往返时间RTT:数据报文在端到端通信中的来回一次的时间。
二、物理层
物理层的作用:连接不同的物理设备,传输比特流。该层为上层协议提供了一个传输数据的可靠的物理媒体。简单的说,物理层确保原始的数据可在各种物理媒体上传输。
物理层设备:
中继器【Repeater,也叫放大器】:同一局域网的再生信号;两端口的网段必须同一协议;5-4-3规程:10BASE-5以太网中,最多串联4个中继器,5段中只能有3个连接主机;
集线器:同一局域网的再生、放大信号(多端口的中继器);半双工,不能隔离冲突域也不能隔离广播域。
信道的基本概念:信道是往一个方向传输信息的媒体,一条通信电路包含一个发送信道和一个接受信道。
单工通信信道:只能一个方向通信,没有反方向反馈的信道;
半双工通信信道:双方都可以发送和接受信息,但不能同时发送也不能同时接收;
全双工通信信道:双方都可以同时发送和接收。
三、数据链路层
3.1 数据链路层概述
数据链路层在物理层提供的服务的基础上向网络层提供服务,其最基本的服务是将源自网络层来的数据可靠地传输到相邻节点的目标机网络层。数据链路层在不可靠的物理介质上提供可靠的传输。
该层的作用包括: 物理地址寻址、数据的成帧、流量控制、数据的检错、重发 等。
有关数据链路层的重要知识点:
数据链路层为网络层提供可靠的数据传输;
基本数据单位为帧;
主要的协议:以太网协议;
两个重要设备名称:网桥和交换机。
封装成帧:“帧”是 数据链路层 数据的基本单位:
透明传输:“透明”是指即使控制字符在帧数据中,但是要当做不存在去处理。即在控制字符前加上转义字符ESC。
3.2 数据链路层的差错监测
差错检测:奇偶校验码、循环冗余校验码CRC
奇偶校验码–局限性:当出错两位时,检测不到错误。
循环冗余检验码:根据传输或保存的数据而产生固定位数校验码。
3.3 最大传输单元MTU
最大传输单元MTU(Maximum Transmission Unit),数据链路层的数据帧不是无限大的,数据帧长度受MTU限制.
路径MTU:由链路中MTU的最小值决定。
3.4 以太网协议详解
MAC地址:每一个设备都拥有唯一的MAC地址,共48位,使用十六进制表示。
以太网协议:是一种使用广泛的局域网技术,是一种应用于数据链路层的协议,使用以太网可以完成相邻设备的数据帧传输:
局域网分类:
Ethernet以太网IEEE802.3:
以太网第一个广泛部署的高速局域网
以太网数据速率快
以太网硬件价格便宜,网络造价成本低
以太网帧结构:
类型:标识上层协议(2字节)
目的地址和源地址:MAC地址(每个6字节)
数据:封装的上层协议的分组(46~1500字节)
CRC:循环冗余码(4字节)
以太网最短帧:以太网帧最短64字节;以太网帧除了数据部分18字节;数据最短46字节;
MAC地址(物理地址、局域网地址)
MAC地址长度为6字节,48位;
MAC地址具有唯一性,每个网络适配器对应一个MAC地址;
通常采用十六进制表示法,每个字节表示一个十六进制数,用 - 或 : 连接起来;
MAC广播地址:FF-FF-FF-FF-FF-FF。
四、网络层
网络层的目的是实现两个端系统之间的数据透明传送,具体功能包括寻址和路由选择、连接的建立、保持和终止等。数据交换技术是报文交换(基本上被分组所替代):采用储存转发方式,数据交换单位是报文。
网络层中涉及众多的协议,其中包括最重要的协议,也是TCP/IP的核心协议——IP协议。IP协议非常简单,仅仅提供不可靠、无连接的传送服务。IP协议的主要功能有:无连接数据报传输、数据报路由选择和差错控制。
与IP协议配套使用实现其功能的还有地址解析协议ARP、逆地址解析协议RARP、因特网报文协议ICMP、因特网组管理协议IGMP。具体的协议我们会在接下来的部分进行总结,有关网络层的重点为:
1、网络层负责对子网间的数据包进行路由选择。此外,网络层还可以实现拥塞控制、网际互连等功能;
2、基本数据单位为IP数据报;
3、包含的主要协议:
IP协议(Internet Protocol,因特网互联协议);
ICMP协议(Internet Control Message Protocol,因特网控制报文协议);
ARP协议(Address Resolution Protocol,地址解析协议);
RARP协议(Reverse Address Resolution Protocol,逆地址解析协议)。
4、重要的设备:路由器。
路由器相关协议
4.1 IP协议详解
IP网际协议是 Internet 网络层最核心的协议。虚拟互联网络的产生:实际的计算机网络错综复杂;物理设备通过使用IP协议,屏蔽了物理网络之间的差异;当网络中主机使用IP协议连接时,无需关注网络细节,于是形成了虚拟网络。
IP协议使得复杂的实际网络变为一个虚拟互联的网络;并且解决了在虚拟网络中数据报传输路径的问题。
其中,版本指IP协议的版本,占4位,如IPv4和IPv6;首部位长度表示IP首部长度,占4位,最大数值位15;总长度表示IP数据报总长度,占16位,最大数值位65535;TTL表示IP数据报文在网络中的寿命,占8位;协议表明IP数据所携带的具体数据是什么协议的,如TCP、UDP。
4.2 IP协议的转发流程
4.3 IP地址的子网划分
A类(8网络号+24主机号)、B类(16网络号+16主机号)、C类(24网络号+8主机号)可以用于标识网络中的主机或路由器,D类地址作为组广播地址,E类是地址保留。
4.4 网络地址转换NAT技术
用于多个主机通过一个公有IP访问访问互联网的私有网络中,减缓了IP地址的消耗,但是增加了网络通信的复杂度。
NAT 工作原理:
从内网出去的IP数据报,将其IP地址替换为NAT服务器拥有的合法的公共IP地址,并将替换关系记录到NAT转换表中;
从公共互联网返回的IP数据报,依据其目的的IP地址检索NAT转换表,并利用检索到的内部私有IP地址替换目的IP地址,然后将IP数据报转发到内部网络。
4.5 ARP协议与RARP协议
地址解析协议 ARP(Address Resolution Protocol):为网卡(网络适配器)的IP地址到对应的硬件地址提供动态映射。可以把网络层32位地址转化为数据链路层MAC48位地址。
ARP 是即插即用的,一个ARP表是自动建立的,不需要系统管理员来配置。
RARP(Reverse Address Resolution Protocol)协议指逆地址解析协议,可以把数据链路层MAC48位地址转化为网络层32位地址。
4.6 ICMP协议详解
网际控制报文协议(Internet Control Message Protocol),可以报告错误信息或者异常情况,ICMP报文封装在IP数据报当中。
ICMP协议的应用:
Ping应用:网络故障的排查;
Traceroute应用:可以探测IP数据报在网络中走过的路径。
4.7网络层的路由概述
关于路由算法的要求:正确的完整的、在计算上应该尽可能是简单的、可以适应网络中的变化、稳定的公平的。
自治系统AS: 指处于一个管理机构下的网络设备群,AS内部网络自治管理,对外提供一个或多个出入口,其中自治系统内部的路由协议为内部网关协议,如RIP、OSPF等;自治系统外部的路由协议为外部网关协议,如BGP。
静态路由: 人工配置,难度和复杂度高;
动态路由:
链路状态路由选择算法LS:向所有隔壁路由发送信息收敛快;全局式路由选择算法,每个路由器计算路由时,需构建整个网络拓扑图;利用Dijkstra算法求源端到目的端网络的最短路径;Dijkstra(迪杰斯特拉)算法
距离-向量路由选择算法DV:向所有隔壁路由发送信息收敛慢、会存在回路;基础是Bellman-Ford方程(简称B-F方程);
4.8 内部网关路由协议之RIP协议
路由信息协议 RIP(Routing Information Protocol)【应用层】,基于距离-向量的路由选择算法,较小的AS(自治系统),适合小型网络;RIP报文,封装进UDP数据报。
RIP协议特性:
RIP在度量路径时采用的是跳数(每个路由器维护自身到其他每个路由器的距离记录);
RIP的费用定义在源路由器和目的子网之间;
RIP被限制的网络直径不超过15跳;
和隔壁交换所有的信息,30主动一次(广播)。
4.9 内部网关路由协议之OSPF协议
开放最短路径优先协议 OSPF(Open Shortest Path First)【网络层】,基于链路状态的路由选择算法(即Dijkstra算法),较大规模的AS ,适合大型网络,直接封装在IP数据报传输。
OSPF协议优点:
安全;
支持多条相同费用路径;
支持区别化费用度量;
支持单播路由和多播路由;
分层路由。
RIP与OSPF的对比(路由算法决定其性质):
4.10外部网关路由协议之BGP协议
BGP(Border Gateway Protocol)边际网关协议【应用层】:是运行在AS之间的一种协议,寻找一条好路由:首次交换全部信息,以后只交换变化的部分,BGP封装进TCP报文段.
五、传输层
第一个端到端,即主机到主机的层次。传输层负责将上层数据分段并提供端到端的、可靠的或不可靠的传输。此外,传输层还要处理端到端的差错控制和流量控制问题。
传输层的任务是根据通信子网的特性,最佳的利用网络资源,为两个端系统的会话层之间,提供建立、维护和取消传输连接的功能,负责端到端的可靠数据传输。在这一层,信息传送的协议数据单元称为段或报文。
网络层只是根据网络地址将源结点发出的数据包传送到目的结点,而传输层则负责将数据可靠地传送到相应的端口。
有关网络层的重点:
传输层负责将上层数据分段并提供端到端的、可靠的或不可靠的传输以及端到端的差错控制和流量控制问题;
包含的主要协议:TCP协议(Transmission Control Protocol,传输控制协议)、UDP协议(User Datagram Protocol,用户数据报协议);
重要设备:网关。
5.1 UDP协议详解
UDP(User Datagram Protocol: 用户数据报协议),是一个非常简单的协议。
UDP协议的特点:
UDP是无连接协议;
UDP不能保证可靠的交付数据;
UDP是面向报文传输的;
UDP没有拥塞控制;
UDP首部开销很小。
UDP数据报结构:
首部:8B,四字段/2B【源端口 | 目的端口 | UDP长度 | 校验和】 数据字段:应用数据
5.2 TCP协议详解
TCP(Transmission Control Protocol: 传输控制协议),是计算机网络中非常复杂的一个协议。
TCP协议的功能:
对应用层报文进行分段和重组;
面向应用层实现复用与分解;
实现端到端的流量控制;
拥塞控制;
传输层寻址;
对收到的报文进行差错检测(首部和数据部分都检错);
实现进程间的端到端可靠数据传输控制。
TCP协议的特点:
TCP是面向连接的协议;
TCP是面向字节流的协议;
TCP的一个连接有两端,即点对点通信;
TCP提供可靠的传输服务;
TCP协议提供全双工通信(每条TCP连接只能一对一);
5.2.1 TCP报文段结构:
最大报文段长度:报文段中封装的应用层数据的最大长度。
TCP首部:
序号字段:TCP的序号是对每个应用层数据的每个字节进行编号
确认序号字段:期望从对方接收数据的字节序号,即该序号对应的字节尚未收到。用ack_seq标识;
TCP段的首部长度最短是20B ,最长为60字节。但是长度必须为4B的整数倍
TCP标记的作用:
5.3 可靠传输的基本原理
基本原理:
不可靠传输信道在数据传输中可能发生的情况:比特差错、乱序、重传、丢失
基于不可靠信道实现可靠数据传输采取的措施:
差错检测:利用编码实现数据包传输过程中的比特差错检测 确认:接收方向发送方反馈接收状态 重传:发送方重新发送接收方没有正确接收的数据 序号:确保数据按序提交 计时器:解决数据丢失问题;
停止等待协议:是最简单的可靠传输协议,但是该协议对信道的利用率不高。
连续ARQ(Automatic Repeat reQuest:自动重传请求)协议:滑动窗口+累计确认,大幅提高了信道的利用率。
5.3.1TCP协议的可靠传输
基于连续ARQ协议,在某些情况下,重传的效率并不高,会重复传输部分已经成功接收的字节。
5.3.2 TCP协议的流量控制
流量控制:让发送方发送速率不要太快,TCP协议使用滑动窗口实现流量控制。
5.4 TCP协议的拥塞控制
拥塞控制与流量控制的区别:流量控制考虑点对点的通信量的控制,而拥塞控制考虑整个网络,是全局性的考虑。拥塞控制的方法:慢启动算法+拥塞避免算法。
慢开始和拥塞避免:
【慢开始】拥塞窗口从1指数增长;
到达阈值时进入【拥塞避免】,变成+1增长;
【超时】,阈值变为当前cwnd的一半(不能<2);
再从【慢开始】,拥塞窗口从1指数增长。
快重传和快恢复:
发送方连续收到3个冗余ACK,执行【快重传】,不必等计时器超时;
执行【快恢复】,阈值变为当前cwnd的一半(不能<2),并从此新的ssthresh点进入【拥塞避免】。
5.5 TCP连接的三次握手(重要)
TCP三次握手使用指令:
面试常客:为什么需要三次握手?
第一次握手:客户发送请求,此时服务器知道客户能发;
第二次握手:服务器发送确认,此时客户知道服务器能发能收;
第三次握手:客户发送确认,此时服务器知道客户能收。
建立连接(三次握手):
第一次: 客户向服务器发送连接请求段,建立连接请求控制段(SYN=1),表示传输的报文段的第一个数据字节的序列号是x,此序列号代表整个报文段的序号(seq=x);客户端进入 SYN_SEND (同步发送状态);
第二次: 服务器发回确认报文段,同意建立新连接的确认段(SYN=1),确认序号字段有效(ACK=1),服务器告诉客户端报文段序号是y(seq=y),表示服务器已经收到客户端序号为x的报文段,准备接受客户端序列号为x+1的报文段(ack_seq=x+1);服务器由LISTEN进入SYN_RCVD (同步收到状态);
第三次: 客户对服务器的同一连接进行确认.确认序号字段有效(ACK=1),客户此次的报文段的序列号是x+1(seq=x+1),客户期望接受服务器序列号为y+1的报文段(ack_seq=y+1);当客户发送ack时,客户端进入ESTABLISHED 状态;当服务收到客户发送的ack后,也进入ESTABLISHED状态;第三次握手可携带数据;
5.6 TCP连接的四次挥手(重要)
释放连接(四次挥手)
第一次: 客户向服务器发送释放连接报文段,发送端数据发送完毕,请求释放连接(FIN=1),传输的第一个数据字节的序号是x(seq=x);客户端状态由ESTABLISHED进入FIN_WAIT_1(终止等待1状态);
第二次: 服务器向客户发送确认段,确认字号段有效(ACK=1),服务器传输的数据序号是y(seq=y),服务器期望接收客户数据序号为x+1(ack_seq=x+1);服务器状态由ESTABLISHED进入CLOSE_WAIT(关闭等待);客户端收到ACK段后,由FIN_WAIT_1进入FIN_WAIT_2;
第三次: 服务器向客户发送释放连接报文段,请求释放连接(FIN=1),确认字号段有效(ACK=1),表示服务器期望接收客户数据序号为x+1(ack_seq=x+1);表示自己传输的第一个字节序号是y+1(seq=y+1);服务器状态由CLOSE_WAIT 进入 LAST_ACK (最后确认状态);
第四次: 客户向服务器发送确认段,确认字号段有效(ACK=1),表示客户传输的数据序号是x+1(seq=x+1),表示客户期望接收服务器数据序号为y+1+1(ack_seq=y+1+1);客户端状态由FIN_WAIT_2进入TIME_WAIT,等待2MSL时间,进入CLOSED状态;服务器在收到最后一次ACK后,由LAST_ACK进入CLOSED;
为什么需要等待2MSL?
最后一个报文没有确认;
确保发送方的ACK可以到达接收方;
2MSL时间内没有收到,则接收方会重发;
确保当前连接的所有报文都已经过期。
六、应用层
为操作系统或网络应用程序提供访问网络服务的接口。应用层重点:
数据传输基本单位为报文;
包含的主要协议:FTP(文件传送协议)、Telnet(远程登录协议)、DNS(域名解析协议)、SMTP(邮件传送协议),POP3协议(邮局协议),HTTP协议(Hyper Text Transfer Protocol)。
6.1 DNS详解
DNS(Domain Name System:域名系统)【C/S,UDP,端口53】:解决IP地址复杂难以记忆的问题,存储并完成自己所管辖范围内主机的 域名 到 IP 地址的映射。
域名解析的顺序:
【1】浏览器缓存,
【2】找本机的hosts文件,
【3】路由缓存,
【4】找DNS服务器(本地域名、顶级域名、根域名)->迭代解析、递归查询。
IP—>DNS服务—>便于记忆的域名
域名由点、字母和数字组成,分为顶级域(com,cn,net,gov,org)、二级域(,taobao,qq,alibaba)、三级域(www)(12-2-0852)
6.2 DHCP协议详解
DHCP(Dynamic Configuration Protocol:动态主机设置协议):是一个局域网协议,是应用UDP协议的应用层协议。作用:为临时接入局域网的用户自动分配IP地址。
6.3 HTTP协议详解
文件传输协议(FTP):控制连接(端口21):传输控制信息(连接、传输请求),以7位ASCII码的格式。整个会话期间一直打开。
HTTP(HyperText Transfer Protocol:超文本传输协议)【TCP,端口80】:是可靠的数据传输协议,浏览器向服务器发收报文前,先建立TCP连接,HTTP使用TCP连接方式(HTTP自身无连接)。
HTTP请求报文方式:
GET:请求指定的页面信息,并返回实体主体;
POST:向指定资源提交数据进行处理请求;
DELETE:请求服务器删除指定的页面;
HEAD:请求读取URL标识的信息的首部,只返回报文头;
OPETION:请求一些选项的信息;
PUT:在指明的URL下存储一个文档。
6.3.1 HTTP工作的结构
6.3.2 HTTPS协议详解
HTTPS(Secure)是安全的HTTP协议,端口号443。基于HTTP协议,通过SSL或TLS提供加密处理数据、验证对方身份以及数据完整性保护
原文地址:https://blog.csdn.net/Royalic/article/details/119985591
⑹ 计算机网络的主要性能指标有哪些
速率、带宽、吞吐量、时延、时延带宽积、往返时间RTT、利用率
⑺ 计算机网络有哪些常用的性能指标
计算机网络常用性能指标有:
1、速率:连接在计算机网络上的主机在数字信道上传送数据的速率。
2、带宽:网络通信线路传送数据的能力。
3、吞吐量:单位时间内通过网络的数据量。
4、时延:数据从网络一端传到另一端所需的时间。
5、时延带宽积:传播时延带宽。
6、往返时间RTT:数据开始到结束所用时间。
7、利用率信道:数据通过信道时间。
(7)不属于计算机网络的性能指标扩展阅读:
计算机网络中的时延是由一下几个不同的部分组成的:
(1)发送时延
发送时延是主机或路由器发送数据帧所需要的时间,也就是从发送数据帧的第一个比特算起,到该帧的最后一个比特发送完毕所需的时间。因此发送时延也叫做传输时延。发送时延的计算公式是:
发送时延=数据帧长度(bit)/发送速率(bit/s)
(2)传播时延
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。传播时延的计算公式是:
传播时延=信道长度(m)/电磁波在信道上大的传播速率(m/s)
电磁波在自由空间的传播速率是光速。即3.0*10^5km/s。
发送时延发生在机器内部的发送器中,与传输信道的长度没有任何关系。传播时延发生在机器外部的传输信道媒体上,而与信道的发送速率无关。信号传送的距离越远,传播时延就越大
(3)处理时延
主机或路由器在收到分组时需要花费一定时间进行处理,例如分析分组的首部,从分组中提取数据部分、进行差错检验或查找合适的路由等,这就产生了处理时延。
(4)排队时延
分组在进行网络传输时,要经过许多路由器。但分组在进入路由器后要先在输入队列中排队等待,在路由器确定了转发接口后,还要在输出队列中排队等待转发。这就产生了排队时延。排队时延的长短取决于网络当时的通信量。当网络的通信量很大时会发生队列溢出,使分组丢失,这相当于排队时延无穷大。
这样数据在网络中经历的总时延就是以上四种时延之和:总时延=发送时延+传播时延+处理时延+排队时延。
一般来说,小时延的网络要优于大时延的网络。
⑻ 计算机网络的功能有哪些
计算机网络的功能有:
1、硬件资源共享
可以在全网范围内提供对处理资源、存储资源、输入输出资源等昂贵设备的共享,使用户节省投资,也便于集中管理和均衡分担负荷。
2、软件资源共享
允许互联网上的用户远程访问各类大弄数据库,可以得到网络文件传送服务、远地进程管理服务和远程文件访问服务,从而避免软件研制上的重复劳动以及数据资源的重复存贮,也便于集中管理。
3、用户间信息交换
计算机网络为分布在各地的用户提供了强有力的通信手段。用户可以通过计算机网络传送电子邮件、发布新闻消息和进行电子商务活动。
4、负荷均衡与分布处理
负荷均衡是指将网络中的工作负荷均匀地分配给网络中的各计算机系统。当网络上某台主机的负载过重时,通过网络和一些应用程序的控制和管理,可以将任务交给网络上其他的计算机去处理,充分发挥网络系统上各主机的作用。分布处理将一个作业的处理分为三个阶段:提供作业文件;对作业进行加工处理;把处理结果输出。在单机环境下,上述三步都在本地计算机系统中进行。在网络环境下,根据分布处理的需求,可将作业分配给其他计算机系统进行处理,以提高系统的处理能力,高效地完成一些大型应用系统的程序计算以及大型数据库的访问等。
5、系统的安全与可靠性
系统的可靠性对于军事、金融和工业过程控制等部门的应用特别重要。计算机通过网络中的冗余部件可大大提高可靠性。例如在工作过程中,一台机器出了故障,可以使用网络中的另一台机器;网络中一条通信线路出了故障,可以取道另一条线路,从而提高了网络整体系统的可靠性。
6、通信
通信是计算机网络的基本功能之一,它可以为网络用户提供强有力的通信手段。建设计算机网络的主要目的就是让分布在不同地理位置的计算机用户能够相互通信、交流信息。计算机网络可以传输数据以及声音、图像、视频等多媒体信息。利用网络的通信功能,可以发送电子邮件、打电话、在网上举行视频会议等。
(8)不属于计算机网络的性能指标扩展阅读:
计算机网络的性能指标:
(1)速率
计算机发送出的信号都是数字形式的。比特是计算机中数据量的单位,也是信息论中使用的信息量的单位。英文字bit来源于binary digit,意思是一个“二进制数字”,因此一个比特就是二进制数字中的一个1或0。网络技术中的速率指的是连接在计算机网络上的主机在数字信道上传送数据的速率,它也称为数据率(data rate)或比特率(bit rate)。速率是计算机网络中最重要的一个性能指标。速率的单位是bit/s(比特每秒)(即bit per second)。
(2)带宽
“带宽”有以下两种不同的意义。
① 带宽本来是指某个信号具有的频带宽度。信号的带宽是指该信号所包含的各种不同频率成分所占据的频率范围。例如,在传统的通信线路上传送的电话信号的标准带宽是3.1kHz(从300Hz到3.4kHz,即话音的主要成分的频率范围)。这种意义的带宽的单位是赫(或千赫,兆赫,吉赫等)。
② 在计算机网络中,带宽用来表示网络的通信线路所能传送数据的能力,因此网络带宽表示在单位时间内从网络中的某一点到另一点所能通过的“最高数据率”。这里一般说到的“带宽”就是指这个意思。这种意义的带宽的单位是“比特每秒”,记为bit/s。
(3)吞吐量
吞吐量表示在单位时间内通过某个网络(或信道、接口)的数据量。吞吐量更经常地用于对现实世界中的网络的一种测量,以便知道实际上到底有多少数据量能够通过网络。显然,吞吐量受网络的带宽或网络的额定速率的限制。例如,对于一个100Mbit/s的以太网,其额定速率是100Mbit/s,那么这个数值也是该以太网的吞吐量的绝对上限值。因此,对100Mbit/s的以太网,其典型的吞吐量可能也只有70Mbit/s。有时吞吐量还可用每秒传送的字节数或帧数来表示。
(4)时延
时延是指数据(一个报文或分组,甚至比特)从网络(或链路)的一端传送到另一端所需的时间。时延是个很重要的性能指标,它有时也称为延迟或迟延。网络中的时延是由以下几个不同的部分组成的。
⑼ 计算机网络的定义,分类和主要功能是什么
计算机网络的定义:将地理位置不同的具有独立功能的多台计算机及其外部设备,通过通信线路连接起来,在网络操作系统,网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下,实现资源共享和信息传递的计算机系统。
计算机网络的分类:局域网、城域网、广域网、无线网。
计算机网络的主要功能:将大量独立的、但相互连接起来的计算机来共同完成计算机任务。
(9)不属于计算机网络的性能指标扩展阅读:
计算机网络的性能有:
1、速率
计算机发送出的信号都是数字形式的。比特是计算机中数据量的单位,也是信息论中使用的信息量的单位。英文字bit来源于binary digit,意思是一个“二进制数字”,因此一个比特就是二进制数字中的一个1或0。
2、带宽
在计算机网络中,带宽用来表示网络的通信线路所能传送数据的能力,因此网络带宽表示在单位时间内从网络中的某一点到另一点所能通过的“最高数据率”。这里一般说到的“带宽”就是指这个意思。这种意义的带宽的单位是“比特每秒”,记为bit/s。
3、吞吐量
吞吐量表示在单位时间内通过某个网络(或信道、接口)的数据量。吞吐量更经常地用于对现实世界中的网络的一种测量,以便知道实际上到底有多少数据量能够通过网络。
参考资料来源:网络—计算机网络
⑽ 计算机网络主要的两个性能指标是什么啊
速率、带宽、吞吐量、时延、时延带宽积、往返时间rtt、利用率
计算机发送出的信号都是数字形式的。比特(bit)是计算机中的数据量的单位,也是信息论中使用的信息量单位。英文字bit来源binary
digit(一个二进制数字),因此一个比特就是二进制数字中的一个1或0。网络技术中的速率指的是链接在计算机网络上的主机在数字信道上传送数据的速率,也称为数据率(data
rate)或者比特率(bit
rate)。速率的单位是b/s(比特每秒)或者bit/s,也可以写为bps,即bit
per
second。当数据率较高时,可以使用kb/s(k=10^3=千)、mb/s(m=10^6=兆)、gb/s(g=10^9=吉)或者tb/s(t=10^12=太)。现在一般常用更简单并不是很严格的记法来描述网络的速率,如100m以太网,而省略了b/s,意思为数据率为100mb/s的以太网。这里的数据率通常指额定速率。