本文是《计算机网络概论》的第三部分,主要从以下几个方面展开:
常见的标准化组织开放系统互连计算机网络的性能指标是什么?计算机网络功能考点分布汇总。随着计算机重要性的增加和应用范围的扩大,许多大公司都意识到了兼容性的重要性。不同的计算机厂商发布的网络架构和协议互不兼容,不同的部门因为使用不同的网络产品而无法物理连接,自然也就无法互通。
公共标准化组织
为了解决这些问题,ISO制定了国际标准OSI,对现有的通信系统进行标准化。然而,这种协议并没有得到推广,但OSI参考模型作为一种准则经常被用于网络协议的制定。所谓标准化,是指不同厂家生产的异构产品兼容并易于使用的标准化过程。国际上有很多标准化组织负责制定和实施相关的网络标准,主要有:
ISO,主要标准或规范有OSI参考模型、HDLC等。国际电信联盟,前身为CCITT,其子公司ITU-T制定了大量与电信相关的标准。国际电气和电子工程师协会,其最著名的成就是802标准,由专门从事计算机和工程的技术团体组成。除了国际标准化组织,还有国家标准化组织和非政府组织。
这些互联网标准在计算机网络的发展和推广中起着极其重要的作用。标准一般以RFC的形式在互联网上发布,其制定过程要经历以下四个阶段:
互联网建议标准草案互联网标准草案
1983年,正式的OSI/RM,即ISO 7498成立。它包括ISO 7498-2等四个部分,描述了开放系统互连安全的体系结构。我们常说的网络架构的本质可以定义为计算机网络各层协议的集合。稍后我们将了解每一层的协议。我们先来学习一下什么是协议。
什么是协议?
协议,简单来说,就是计算机通过网络相互通信时,事先达成的一种“协议”。只要遵循相同的协议,不同厂商设备、不同CPU、不同操作系统的计算机都可以实现通信。显然,系统之间的相互作用只涉及系统的外部行为,与系统的内部结构和功能无关。
开放系统互连
OSI/RM是一个有七层的分层体系结构。从低到高依次是物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。
下面简单描述一下各层的实际功能。
物理层,为上层实体的建立、传输和释放提供必要的物理连接,并提供透明的比特流传输。数据单位是比特。物理层通过各种协议定义网络的机械特性、电气特性、功能特性和协议特性。机械特性:指定接口的形状、尺寸、引脚数、排列和固定位置。电气特性:指定接口电缆上每条线路的电压范围。功能:表示某一线路上某一电平电压的含义。规格特性:指明可能事件的顺序。数据链路层将原来的传输线转化为逻辑传输线,实现实体间二进制信息块的正确传输,为上层提供可靠的数据信息。数据单元是帧。数据链路层的功能可以概括为成帧、差错控制、流量控制和传输管理。典型的协议包括SDLC、HDLC、PPP、STP和帧中继。数据链路层应具有以下功能:链路连接的建立、拆除和分离:每一次通信都要经过这三个阶段。帧定界和帧同步:不同的协议有不同的帧长度。顺序:控制发送和接收帧的顺序。检错和恢复:一般用循环码检测信道上数据的误码,用序列号检测丢帧。恢复通常依赖于反馈重传技术。识别、交通/拥挤控制。网络层,传输的单位是数据报。主要任务是选择到达目的主机的最佳路径,并沿着该路径传输数据包。其他功能包括:激活和终止网络连接;链路复用;错误检测和恢复。网络层要有计费功能,按照通信过程中交换的包数计费。典型的协议有IP、IPX、ICMP、ARP、RARP、OSPF等。传输层,又称传输层,传输单元是消息段,负责主机中两个进程之间的通信,提供端到端的传输服务,提供端到端的流量控制、差错控制、服务质量、数据传输管理等。典型的协议是TCP和UDP。会话层,允许不同主机上的进程之间的会话,包括建立、管理和终止进程之间的会话。主要完成以下工作:将会话地址映射到传输层地址进行数据传输,释放连接表示层,主要处理两个通信系统之间交换信息的表示。不同的机器采用不同的编码和表示方法,使用不同的数据结构。为了用不同的表示方法交换数据和信息,表示层采用抽象的标准方法定义数据结构,并采用标准的编码形式。它提供数据压缩、加密解密、数据语法转换、语法表示等服务。应用层为应用程序提供服务,面向用户需求,使用很多协议,如HTTP、SMTP、FTP等。
计算机网络性能指标
性能指标从不同方面衡量网络的性能。常用的性能指标如下:
带宽,原意是指通信线路允许的信号频带范围,在计算机网络中用来表示网络通信线路传输数据的能力。它是数字信道可以传输的最高数据速率,单位是比特每秒。延迟是指数据从网络的一端传输到另一端所需的总时间,由发送延迟、传播延迟、处理延迟和排队延迟组成。速率,网络中的速率是指与计算机网络相连的主机在数字信道上传输数据的速率,也称为数据速率或比特率。单位是b/s,有时也写作bps或bit/s。其他单位是kb/s、Mb/s或Gb/s..往返延迟是指从发送方发送数据到发送方收到接收方确认的总时间延迟。往返时延包括中间节点的处理时延、排队时延和转发数据时的发送时延。吞吐量,即单位时间内通过网络的数据量,受到网络带宽或网络额定速率的限制。延迟带宽积是指发送方连续发送数据,发送的第一个比特即将到达终点时,发送方发送的比特数。延迟带宽积=传播延迟*信道带宽。
电脑的功能
它主要有以下五个功能:
通信,如电子邮件、文件传输。共享资源、软件或硬件,如网络打印机。分布式处理,将复杂的任务分解,然后分配给网络中的所有计算机系统来完成计算和处理。提高可靠性,网络中的计算机可以互相替换。负载平衡,以平衡的方式将工作任务分配给网络中的所有计算机。
考点分布
这部分涉及的知识点有:
接入点的定义以及OSI参考模型各层的定义、功能和数据单元;OSI参考模型各子层的具体协议重要概念:
封装,在数据从高层传输到低层的过程中,每一层都在接收到的原始数据中加入信息,通常是报头和报尾。PDU,协议数据单元是指对等层之间传输的数据单元。服务原语。当上层使用下层提供的服务时,它必须与下层交换一些命令。这些命令被称为服务原语。服务数据单元,OSI是指作为服务数据单元在层间交换的数据单元。
摘要
一个完整的计算机网络主要由硬件、软件和协议组成。硬件主要由主机、通信链路、交换设备和通信处理器组成。软件主要包括网络操作系统、FTP程序等。从功能组成来看,计算机网络由通信子网和资源子网组成。通信子网由各种传输介质、通信设备和相应的网络协议组成。它使网络具有数据传输、交换、控制和存储的能力,实现联网计算机之间的数据通信。子网是实现资源共享的设备及其软件的集合。
OSI/RM用抽象服务原语描述功能层提供的服务,抽象服务原语采用过程调用的形式。服务可以被看作是层间的接口。OSI只定义了特定层协议运行所需的原语和参数,而互连系统中各层之间的本地流量控制所需的原语和参数以及层间交换状态信息所需的原语和参数并不包含在OSI服务的定义中。服务分为面向连接的和无连接的服务。
下期预告:TCP/IP模型,请注意。