计算机网络概述

概述

1. 速率相关性能指标

速率

在数字信道上传输数据位的速度。单位: b/s,Kb/s,Mb/s,Tb/s，
如果用字节表示，则是B/s,KB/s,MB/s,TB/s（1Byte=8Bit）

带宽

单位同速率，指理想条件下的最高速率。

吞吐量

单位时间内通过某个网络的数据总量。

例子

比如说1000M宽带的路由器连着三部手机，每部手机都是10mb/s看片，那么速率就是10mb/s，带宽是宽带的1000m，路由器吞吐量是30mb/s。

2. 时延相关性能指标

时延

名称	描述	计算公式
发送时延	数据从主机到信道上所用的时间	发送的数据长度/发送速率
传播时延	数据在信道上传播所花费的时间	信道长度/电磁波在信道上传播的速率
排队时延	数据在路由器前等待前面数据处理的时间	无计算方式
处理时延	数据在路由器中处理需求的时间	无计算方式

时延带宽积

传播时延*带宽

表示整个链路上总共有多少bit的数据。

往返时间RTT

从发送方发送数据开始，到接受方确认接受到数据为止花费的时间

= 传播时延*2 + 处理时延

3. 利用率

信道利用率

= 有数据通过的时间/（有+无数据通过的时间）

网络利用率

= 所有信道利用率加权求平均值

时延和利用率的关系

4. 网络的分层结构

结合TCP/IP参考模型和OSI参考模型，现在广泛使用的是五层参考模型，如下图：

下面将按照这五层一次介绍。

物理层

主要负责传输数据比特流。

码元

一个码元就是一个脉冲信号，如果这个脉冲信号是矩形脉冲，只有高低两个电平，则只能表示0或者1，也就是一个比特位。如果这个脉冲信号有8种变化（可以是电平高低，相位变化等），则可以表示3位比特位（000-111）一共八种。

结论：一个码元就是一个脉冲，一个脉冲有N中变化，则可以表示log₂N位bit。

波特（Baud）

一秒可以传输多少个码元。

速率

分为码元传输速率和信息传输速率

信息传输速率就是b/s，就是我们平常说的网速

码元可以理解为几个比特的集合，所以信息传输速率（网速）=码元传输速率x码元所带信息量（多少比特）

三种通讯模式

单工：只能一个发一个收，需要1条信道

半双工：都可以发或者收，但同一时间只能进行一个，需要2条信道

全双工：可以同时收和发，需要2条信道

两种数据传输模式

串行：速度慢，省钱，适合远距离

并行：速度快，花钱，适合近距离

工作在物理层的设备

中继器

当数据离开源在网络上传送时，它是转换为能够沿着网络介质传输的电脉冲或光脉冲的——这些脉冲称为信号（signal）。当信号沿着网络介质进行传送时，随着经过的线缆越来越长，信号就会变得越来越弱，越来越差。中继器的目的是在比特级别对网络信号进行再生和重定时，从而使得它们能够在网络上传输更长的距离。

作用：对信号进行放大和整形，仅适用于以太网。