计算机网络基础（类别 | 性能指标 | OSI模型初识）

清疚 2021-11-17 12:08 435阅读 0赞

**目录**

计算机网络类别

根据作用的范围分类

局域网（LAN）

广域网（WAN）

根据使用者分类

按照拓扑结构来分类

按照交换方式分类

按照工作方式分类

性能指标

什么是带宽

速率

吞吐量

时延

传播时延和带宽的乘积

往返时间RTT

利用率

计算机网络体系结构

概念普及

OSI模型

开发借鉴OSI模型案例

OSI分层思想用于网络故障

OSI分层模型的网络安全问题考虑

--------------------

# **计算机网络类别** #

## **根据作用的范围分类** ##

一般分为**局域网（LAN）**和**广域网（WAN）**

### **局域网（LAN）** ###

又称**私网、内网**。是指在某一区域内由多台计算机互联成的计算机组。一般是方圆几千米以内。局域网可以实现文件管理、应用软件共享、打印机共享、工作组内的日程安排、电子邮件和传真通信服务等功能。局域网是封闭型的，可以由办公室内的两台计算机组成，也可以由一个公司内的上千台计算机组成。

### **广域网（WAN）** ###

又称**外网、公网**。是连接不同地区局域网或城域网计算机通信的远程网。通常跨接很大的物理范围，所覆盖的范围从几十公里到几千公里，它能连接多个地区、城市和国家，或横跨几个洲并能提供远距离通信，形成国际性的远程网络。

其他的类型

**个人区域网（LAN）**

指个人范围（随身携带或数米之内）的计算设备（如计算机、电话、PDA、数字相机等）组成的通信网络。个人网即可用于这些设备之间互相交换数据。

**城域网（MAN）**

是在一个城市范围内所建立的计算机网络。

## **根据使用者分类** ##

**公用网（Public Network）**：即所有人都可以用的网络，也就是因特网，谁都能接

**专用网（Private Network）**：有些公司的内网不能和其他网络连接就称为专用网。专用网指专用于一些的保密性要求较高的部门的网络，比如企业内部专用网、军队专用网，尤其是涉及国家机密的部门。

## **按照拓扑结构来分类** ##

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM2NjUyNjE5_size_16_color_FFFFFF_t_70][]

分布式结构也叫网状结构，好处是容错，某条线不同可能不影响到整个传输。

## **按照交换方式分类** ##

电路交换、分组交换、报文交换。这三类在上一篇博客有介绍（[https://blog.csdn.net/qq\_36652619/article/details/97678922][https_blog.csdn.net_qq_36652619_article_details_97678922])

## **按照工作方式分类** ##

资源子网、通信子网、接入网

--------------------

# **性能指标** #

## **什么是带宽** ##

数据通信领域，数字信道所能传送的最高数据率。一般指单位时间(一般指的是1秒钟)内能传输的数据量。有一些人去购买云服务器不是很清楚带宽的概念，这里来普及一下，比如我们常见的单位是Mbps，这个是什么意思呢，Mbps=Mbit/s，也就是多少兆比特每秒，注意和我们平常的MB不大一样，MB是兆字节，现在是兆比特，所以我们要换算成常见的单位就是，1Mbps = 1/8 MB/s，也就是1Mbps的带宽每秒能传输1/8 MB的数据量。

## **速率** ##

连在计算机网络的主机在数字信道（信道的概念：如电脑一边在看爱奇艺，一遍在聊微信，这是两个信道，不是一个信道）上传输数据位数的速率，也称bit rate。单位：b/s，kb/s，Mb/s，Gb/s。（注意这里是bit）

## **吞吐量** ##

单位时间内通过某个网络的数据量。（刚才的例子，电脑一边在看爱奇艺，一遍在聊微信，两个信道假如每个信道的速率在1Mb/s，那么网卡的吞吐量就是2Mb/s）

## **时延** ##

时延由发送时延、传播时延、处理时延、排队时延组成。

**发送时延**：数据块长度（bit）/ 信道带宽（bit/s）。主机或路由器发送数据帧所需要的时间，也就是从发送数据帧的第一个比特算起，到该帧的最后一个比特发送完毕所需要的时间。

**传播时延**：信道长度（m）/ 电磁波在信道上的传播速度（m/s）。从公式可以直接看出就是通过这个信道需要的时间。电磁波在信道中传播一定的距离需要花费的时间。电磁波在自由空间的传播速度是光速，在光纤中的传播速度约为2.0 \* 10的五次方km/s。

**处理时延**：

主机或路由器在收到分组的时候要花费一定的时间进行处理，如分析分组首部，从分组提取数据部分，差错校验，寻找适当的路由器，这就产生了处理时延。

**排队时延**：

上一篇博客讲到路由器有存储转发的功能，分组在网络传输时，要经过很多路由器。但分组在进入路由器后要在输入队列中排队等待处理。在路由器确认转发接口后，在输出队列中排队等待转发。产生转发时延。

## **传播时延和带宽的乘积** ##

也叫**时延带宽积 **= 传播时延 \* 带宽

可以将一个链路看成一个椭圆形的管道，带宽是它的宽，传播时延是它的长，长乘以宽可以算出这个链路可以容纳多少比特。

## **往返时间RTT** ##

重要的性能指标，因为互联网的信息不是单向的，是双向交互的。我们需要知道双向交互一次的时间。从发送方发送数据开始，到发送方收到接收方的确认的时间。

## **利用率** ##

分信道利用率和网络利用率

**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

![gif.latex][]![D = \\frac\{D\_\{0\}\}\{1-U\}][D _ _frac_D_0_1-U]

![D\_\{0\}][D_0]代表网络空闲时的时延，D代表网络当前的时延，U代表信道利用率

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM2NjUyNjE5_size_16_color_FFFFFF_t_70 1][]

# **计算机网络体系结构** #

## **概念普及** ##

ISO：国际标准化组织

OSI/RM：互联网法律上的国际标准（法律上的）

TCP/IP Suite： 因特网事实上的国际标准（实际用的）

Network Protocols（网络协议）： 数据交换遵守的规则、标准或约定

网络体系结构：计算机网络各层及其协议的集合。

## **OSI模型** ##

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM2NjUyNjE5_size_16_color_FFFFFF_t_70 2][]

每一层之间都是低耦合的，互不干扰，降低相互之间的依赖，这就是分层的好处。

应用层：能够产生网络流量能够和用户交互的应用程序。

表示层：加密、压缩、编码等

会话层：和远端服务器建立会话（就比如打开一个网站，用终端netstat -n查询可以看到某个端口显示ESTABLISHED建立了一个会话）

传输层：可靠传输（建立会话，比如看视频，需要保持会话记录状态并且会持续传输，不会说就传输一会就没了）  不可靠传输（不建立会话，比如说DNS）  流量控制

网络层：IP地址编址  选择最佳路径传输

数据链路层： 输入如何封装  添加物理层地址 MAC

物理层：电压  接口标准

### **开发借鉴OSI模型案例** ###

平常在做开发的时候，我们有可能会把接口地址填自己服务器的ip地址，那么有一天可能因为一些事情，IP地址换了，可能整个系统就下线了。如果说我们借鉴OSI分层思想，IP地址属于网络层，而开发程序属于应用层，应用层应该只在应用层的范围内，所以如果我们填一个二级域名指向某个ip，如果哪一天IP地址变了，只需要修改指向即可。

### **OSI分层思想用于网络故障** ###

出现网络故障应该从下层往上层排错，下层的错较好发现，上层的错较难发现，比如说应用层可能需要查日志什么的。

### **OSI分层模型的网络安全问题考虑** ###

每一层都要去考虑清楚可能的安全问题，比如物理层有没有外部的网可以接入你们公司比较核心的内网，比如应用层SQL注入或是上传绕过或是XSS，逐层分析安全问题。

以上是对计算机网络基础（类别 | 性能指标 | OSI模型初识）的粗浅认识

转载请注明出处：[https://blog.csdn.net/qq\_36652619][https_blog.csdn.net_qq_36652619]

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM2NjUyNjE5_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20211116/a72c9b8d5a08449f93b3d7d31166086f.png
[https_blog.csdn.net_qq_36652619_article_details_97678922]: https://blog.csdn.net/qq_36652619/article/details/97678922
[gif.latex]: https://private.codecogs.com/gif.latex?
[D _ _frac_D_0_1-U]: https://private.codecogs.com/gif.latex?D%20%3D%20%5Cfrac%7BD_%7B0%7D%7D%7B1-U%7D
[D_0]: https://private.codecogs.com/gif.latex?D_%7B0%7D
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM2NjUyNjE5_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]: /images/20211116/9fd6a1d613894521abf94d9ee6fb191e.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM2NjUyNjE5_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]: /images/20211116/7a4abc4e808e4b41a19c430801813b4d.png
[https_blog.csdn.net_qq_36652619]: https://blog.csdn.net/qq_36652619