IT知识每日一练——网络体系结构

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网络体系结构

一、性能指标 1. 比特 2. 速率 3. 带宽 4. 吞吐量 5. 时延 6. 往返时延RTT 二、分层结构 1. 参考模型 2. 通信流程
计算机网络是一个连接分散计算机设备以实现 「信息传递」的系统

简单来说就是将多台计算机「连接」在一起,使计算机之间可以互相通信。


一、性能指标

计算机网络中有很多「黑话」,也就是专业名词,理解这些名词的含义,会对我们学习计算机网络提供很大的帮助。


1. 比特

计算机之间使用 0101 进行通信,每一个0或1称为一个 「比特」,单位是「位」
每8个比特相当于1个字节,即 8 bit = 1 Byte

比特之间的换算关系如下:

1KB = 210 B = 1024 B = 1024 * 8 b 1MB = 210 KB = 1024 KB 1GB = 210 MB = 1024 MB 1TB = 210 GB = 1024 GB

2. 速率

计算机在传输数据时,是一个比特一个比特进行传输的,每次传输一个0或一个1。

单位时间内能够传输多少个比特称为 「速率」

比如计算机1秒内发送了10个比特(0101010101),那么速率就是10比特每秒

单位时间内传输的比特个数越多,速率也就越高。

速率的单位由低到高可以分为 b/s,kb/s,Mb/s,Gb/s,Tb/s

速率之间的换算关系如下:

1 kb/s = 103 b/s = 1000 b/s 1 Mb/s = 103 kb/s = 106 b/s 1 Gb/s = 103 Mb/s = 106 kb/s = 109 b/s 1 Tb/s = 103 Gb/s = 106 Mb/s = 109 kb/s = 1012 b/s

需要注意的是,比特在用在「存储」单位时,换算单位是 1024

而用在「速率」单位时,换算单位是 1000


3. 带宽

单位时间内能传输的最大速率称为「带宽」

比如我的电脑是百兆网线,1秒钟内最多能传输100M个比特,那么带宽就是100M/s


4. 吞吐量

单位时间内传输的比特个数称为「吞吐量」

比如电脑1秒内传输了100M个比特,那么吞吐量就是100M/s


5. 时延

数据从一端传送到另一端所消耗的时间称为「时延」,单位 s。

比如我向你发送一条消息,从我发出消息开始,到你收到消息结束,一共经过了10秒,那么时延就是 10s


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所消耗的时间称为「往返时延」

比如我向你发送一条消息,你收到消息后会向我返回一个确认信息,告诉我你收到我的消息了;从我发送消息开始,到我收到你的确认信息结束,一共经过了10秒,那么往返时延就是 10s

测试往返时延可以使用 ping 命令,比如测试我的电脑到百度的往返时延

D:\>ping www.baidu.com

正在 Ping www.a.shifen.com [110.242.68.4] 具有 32 字节的数据:
来自 110.242.68.4 的回复: 字节=32 时间=15ms TTL=52
来自 110.242.68.4 的回复: 字节=32 时间=14ms TTL=52
来自 110.242.68.4 的回复: 字节=32 时间=15ms TTL=52
来自 110.242.68.4 的回复: 字节=32 时间=14ms TTL=52

110.242.68.4 的 Ping 统计信息:
    数据包: 已发送 = 4,已接收 = 4,丢失 = 0 (0% 丢失),
往返行程的估计时间(以毫秒为单位):
    最短 = 14ms,最长 = 15ms,平均 = 14ms

4次ping命令的平均时间是 14ms,那么往返时延就是 14ms(14毫秒)


二、分层结构

计算机网络需要解决的问题非常复杂,为了将复杂的问题简单化,我们将计算机网络按照「功能」分层,每一层只负责解决固定的问题,「互不干扰」


1. 参考模型

按照不同的分层结构,计算机网络提供了三种参考模型

7层 OSI 参考模型(法定标准) 5层 参考模型(OSI和TCP/IP的结合) 4层 TCP/IP 参考模型(事实标准)

OSI是「理想化」模型,实际生产环境很难满足,应用较少;

TCP/IP是「实际应用」最多的模型

5层模型是从7层和4层模型中抽象出来的概念性模型,是我们后续学习中使用的参考模型


2. 通信流程

数据在通信的时候,是按照「自上而下」、自下而上的顺序执行的。

一次完整的数据通信,是由最上层的应用层开始,传输到最下层的物理层;再由物理层传输到应用层,每一层只做自己该做的事情,各个层之间互不干扰。

通信流程图如下:

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