Hanzhi Liu

Hanzhi Liu

Proof Idiot @ SJTU-19

【Note】计算机网络课程笔记-Lecture2

less than 1 minute read

Published:

Chap1

  1. 服务

​ • 典型服务：面向连接传输服务，无连接传输服务

​ • 服务由一组可用于用户进程以访问服务的原语（操作）形式指定

​ • 原语（六个核心服务原语）告诉服务执行某些操作或报告对等实体所采取的操作

以面向连接的服务原语为例：

  1. 服务和协议的关系

​ 协议是“水平”的（对等实体之间），服务是“垂直”的（下层向上层的）

​ 实体使用协议来实现其定义的服务

​ 上层实体通过接口使用下层实体的服务

参考模型

  1. 必要性：

    分层结构，统一标准，模块独立（各层独立，每层的技术可以演进；统一接口，不同实现可以互通；便于分析学习）

  2. OSI参考模型（7层模型）

  • 物理层

    • 定义如何传输bit（0，1）
    • 机械接口
    • 时序接口：比特率，波特率，采样率
    • 介质：线缆

  • 数据链路层

    • 实现相邻网络实体间的数据传输（端到端的）

    • 成帧：从物理层的比特流中提取完整的帧

    • 错误纠正：可靠通讯

    • 物理地址（MAC 地址）：48位，烧录在网卡里，理论上唯一网络标识，其实可以被更改（可以以软件方式修改）

      为什么还需要IP地址：MAC地址是身份证号码，IP地址想象成家庭住址。MAC地址有48位，空间太大了，路由器无法存储这么大的table

    • 流量控制：因为端到端，存在两边速率不一致的事情。要避免淹没（快速的发送端遇到慢速的接收端，接收端缓存会溢出）（这个淹没和网络层里的雍塞不一样，这个是一条道路上的控制，网络里雍塞的包就被扔掉了）

    • 共享信道上的访问控制：同一个信道，同时传输信号，需要纪律来控制

  • 网络层（定位到主机）

    • 将数据包跨越网络从原设备发送到目标设备
    • 路由：在网络中选取从源端到目标端的转发路径。
      • 静态路由：防火逃生路线，分配好了
      • 动态路由：根据网络可达性选取最佳路径
    • 路由协议：路由器之间交换信息遵循的协议规范
    • 服务质量（网络雍塞，负载均衡，准入控制）

  • 传输层（定位到进程）

    • 将数据从源端口发送到目的端口（进程到进程）
    • 网络层定位到主机，传输层定位到进程
    • 网络层的控制面向运营商，传输层面向终端用户
    • 两类模式
      • 可靠传输TCP：文件传输
      • 不可靠传输UDP：更快，更轻量
  1. TCP/IP参考模型（以其中最主要的两个协议TCP/IP命名，ARPNET采用）
  • 采用聪明终端&简单网络，由端系统TCP负责丢失恢复，提升可拓展性（因为网络简单）。实现了建立在简单、不可靠部件上的可靠系统
  • IP分组交换
    • 可以在各种底层物理网络上运行，可以支持各类上层应用（沙漏模型）
    • 每个IP分组携带各自的目的地址
  1. OSI模型和TCP/IP模型比较
  • OSI先有模型再有协议，不局限于特定协议，有通用性。TCP/IP是后来才有的模型
  • 网络层区别：OSI网络层支持无连接与面向连接，TCP网络层只支持无连接（IP）

（本课程教授五层模型，把OSI上面三层合并成应用层）

（逐层添加包头，逐层解封包头）（路由器要进行寻址转发，涉及网络层）

标准化组织

  1. Internet标准化组织：IETF（互联网工程任务组），IRTF（Internet研究任务组），制定互联网标准的核心组织
  2. 互联网标准以RFC（Request for Comments 请求评注）文档形式公开

计算机网络度量单位

  • 比特率（bit rate）

    • 主机在数字信道上传输数据的速率
    • 单位：bps(bit per second)

  • 带宽

    • 某通道单位时间能通过的最高数据率
    • 单位：bit/s

  • 包转发率（PPS）（packet per second） 包/秒

    • 交换机、路由器以包为单位的转发速率
    • 线速转发：交换机端口满负载时，对帧进行转发时候能到达该端口线路的最高速度

  • 时延（delay/latency）数据从一端到另一端所需要的时间

    • 传输delay（transmission）：发送，从结点进入到传输媒介所需要时间。数据包长度（bit）/处理速度（bit/s）
    • 传播delay（propagation）：在物理介质中传输的时间。物理长度(m)/光速(m/s)
    • 处理delay（processing）：主机、路由器处理分组所花时间
    • 排队delay：分组在路由器排队队列中等待时间
  • 往返时延RTT（Round-Trip Time）
    • 从发送方发送数据到发送方收到来自接收方的确认
    • 判断网络通断性，测试时延，丢包率（ping）
  • 时延带宽积=传播时延*带宽
    • 当第一个bit到达接收方时候，整个链路上有多少个比特
    • 比如传播时延1s，带宽10bit/s，那么线路上有10个比特在传输（如果第一个发现错了，线路上有10个比特被作废）
  • 吞吐量：单位时间内通过某个网络的数据量，b/s
  • 有效吞吐量：单位时间内，目的地正确接受到的信息数目 bit/s（也就是去除了丢包重发的数据量）
  • 利用率：信道利用率就是有百分之几的时间被用、网络利用率就是全网络的信道利用率加权平均
  • 丢包率：丢失数据包占所发送数据包的比率
  • 时延抖动：变化的时延
    • 因为每个数据包可能经过不同的路由器，抖动难以预测。
    • 对于视频，语音等应用，很影响用户体验
  • 延迟丢包：由于数据包延迟到达，已经失去价值（在线视频），需要丢弃这些包

You May Also Enjoy