计算机网络基础知识大全

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️️️一、计算机网络的概念

计算机网络：是一个将分散的、具有独立功能的计算机系统，通过通信设备与线路连接起来，由功能完善的软件实现资源共享和信息传递的系统。

二、计算机网络的功能

1、数据通信

2、资源共享

3、分布式处理（多台计算机各自承担同一工作任务的不同部分）

4、提高可靠性

5、负载均衡

三、计算机网络的组成

1、组成部分

硬件、软件、协议

2、工作方式

边缘部分：用户直接使用（C/S方式、P2P方式）

核心部分：为边缘部分提供服务

3、功能组成

通信子网：实现数据通信

资源子网：实现资源共享/数据处理

四、计算机网络的分类

1、按分布范围分

广域网WAN、城域网MAN、局域网WAN、个人区域网PAN

2、按使用者分

公用网、专用网

3、按交换技术分

电路交换、保温交换、分组交换

4、按拓扑结构分

总线型、星型、环型、网状型

5、按传输技术分

广播式网络：共享公共通信信道

点对点网络：使用分组存储转发和路由选择机制

五、标准化工作

标准化对计算机网络至关重要。

要实现不同厂商的软硬件之间相互连通，必须遵从统一的标准。

1、分类

法定标准：由权威机构制定的正式的。合法的标准 OSI

事实标准：某些公司的产品在竞争中占据了主流，时间长了，这些产品中的协议和技术就成了标准。比如TCP/IP。

2、标准化工作的相关组织

国际标准化组织（OSI参考模型、HDLC协议）
国际电信联盟ITU（制定通信规则）
国际电气电子工程师协会IEEE（学术机构、IEEE802系列标准、5G）
Internet工程任务组IETF（负责因特网相关标准的制定）

六、性能指标

1、速率

速率即数据率或称数据传输率或比特率。

比特 1/0位

连接在计算机网络上的主机在数字信道上传送数据位数的速率。

单位是b/s、kb/s、Mb/s、Gb/s、Tb/s

存储容量 1Byte（字节）= 8bit（比特）

2、带宽

（1）带宽原本是指某个信号具有的频带宽度，即最高频率和最低频率之差，单位是赫兹。

（2）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。

简而言之，带宽就是网络设备所支持的最高速度。

3、吞吐量

吞吐量是指在单位时间内通过某个网络（或信道、接口）的数据量。单位是b/s、kb/s、Mb/s等。

带宽100Mb/s指的是发送的速率（也是传输速率），而接收的速率一般看缓存的大小。

带宽是一种理想的状态。

4、时延

时延是指数据（报文/分组/比特流）从网络（或链路）的一端发送到另一端所需的时间。也叫延迟或迟延。单位是S。

时延的种类：

（1）发送时延（传输时延）

发送时延 = 数据长度/信道带宽

（2）传播时延

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

（3）排队时延

等待输出/入链路可用

（4）处理时延

检错、找出口

5、时延带宽积

时延带宽积 = 传播时延 * 带宽

bit s b/s

时延带宽积又称为以比特为单位的链路长度，即“某段链路现在有多少比特”。

6、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（接收方收到数据化立即发送确认），总共经历的时延。

上图中的时间就是往返时延RTT。

RTT越大，在收到确认之前，可以发送的数据越多。

RTT包括：

往返传播时延 = 传播时延 * 2
末端处理时间

TTL是IP协议包中的一个值，它告诉网络路由器包在网络中的时间是否太长而应被丢弃。

TL的作用是限制IP数据包在计算机网络中的存在的时间。TTL的最大值是255，TTL的一个推荐值是64。

7、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 = 信道利用率加权平均值