这里根据王道考研视频来学习,啃书太折磨了()

性能指标

速率

image-20240305004320101

带宽

计算机网络中,带宽用来表示网络的通信线路传送数据的能力,通常是指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”。单位是“比特每秒”,b/s,kb/s,Mb/s,Gb/s。网络设备所支持的最高速度。

也就是理论上的最高速率。

带宽增大也就是发送的速率变快了,并不影响传播的速率。

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。单位b/s,kb/s,Mb/s等。

吞吐量受网络的带宽或网络的额定速率的限制。

时延

指数据(报文/分组/比特流)从网络(或链路)的一端传送到另一端所需的时间。也叫延迟或迟延。单位是s。

时延又分为4种:

  • 发送时延(传输时延):发送时延=数据长度/信道带宽(发送速率)
  • 传播时延:取决于电磁波传播速度和链路长度,传播时延=信道长度/电磁波在信道上的传播速率
  • 排队时延:等待输出、输入链路可用(例如排队等安检)
  • 处理时延:检错找出口(例如安检时的过程要的时间)

时延带宽积

时延带宽积(bit)=传播时延(s) X 带宽(b/s)

时延带宽积又称为以比特为单位的链路长度

就是链路上的容量

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),总共经历的时延。

这里可以用ping来看到往返时延

image-20240305084247521

上面的时间就是往返时延

RTT越大,在收到确认之前,可以发送的数据越多,因为收到确认前的时间越长

RTT包括以下两部分:

  • 往返传播时延=传播时延*2(主要就是这个)
  • 末端处理时间

利用率

  • 信道利用率:信道利用率=有数据通过时间/(有+无)数据通过时间
  • 网络利用率:信道利用率的加权平均值

时延和利用率的关系图

image-20240305084703782

这就相当于高速车辆越多行驶越缓慢

OSI七层模型

OSI七层模型偏理论,并不在实际中运用,因为该模型十分理想,且效率低但对我们了解网络模型有帮助

image-20240304110839603

下面是一个利用OSI七层模型通过中间系统进行信息传输的示例图

image-20240304111508504

除了物理层,每一层都会对数据进行封装再往下一层传输,信息处理的过程示例图如下,也就是打包和拆包的过程

image-20240304111743194

应用层

能和用户交互产生网路流量的程序

典型应用层服务:

文件传输(FTP)

电子邮件(SMTP)

万维网(HTTP)

……

表示层

用户处理两个通信系统中交换信息的表示方式

功能一:数据格式变换

功能二:数据加密解密

功能三:数据压缩和恢复

会话层

向表示层实体/用户进程提供建立连接并在连接上有序地传输数据。

这是会话也是建立同步

功能一:建立、管理、终止会话

功能二:使用校验点可使会话在通信失效时从校验点/同步点继续恢复通信,实现数据同步。适用于传输大文件

传输层

负责主机中两个进程的通信,即==端到端==的通信(也就是端口号那种)。传输单位是报文段或用户数据报。

功能一:可靠传输、不可靠传输

功能二:差错控制

功能三:流量控制

功能四:复用分用

复用:多个应用层进程可同时使用下面传输层的服务。

分用:传输层把收到的信息分别交付给上面应用层中相应的进程,

网络层

主要任务是把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,网络层传输单位是数据报。

功能一:路由选择(最佳路径)

功能二:流量控制

功能三:差错控制

功能四:拥塞控制

若所有结点都来不及接受分组,而要丢弃大量分组的话,网络就处于拥塞状态。因此要采取一定措施,缓解这种拥塞,也就是拥塞控制。

该层主要协议:

IP、IPX、ICMP、IGMP、ARP、RARP、OSPF

数据链路层

主要任务是把网络层传下来的数据报组装成帧,数据链路层/链路层的传输单位是帧。

image-20240305002727144

物理层

主要任务是在物理媒体上实现比特流的透明传输,物理层传输单位是比特,

image-20240305002907189

TCP/IP参考模型

下面是一个TCP/IP模型和起协议栈的对应图:
image-20240305003141069

TCP/IP和OSI的不同之处:

image-20240305003538566

面向连接:分为三个阶段,第一阶段建立连接,第二阶段进行数据传输,第三阶段释放连接

无连接:直接进行数据传输

5层参考模型

综合了OSI和TCP/IP的优点

image-20240305003806547

5层模型的封装和解封装过程如下:

image-20240305003949042