快速理解計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)

2017/9/2? 距離演藝開學(xué)還有一周琉朽,開始重溫計算機網(wǎng)絡(luò)毒租,并理出自己的邏輯理解。

《計算機網(wǎng)絡(luò)》

1. 什么是計算機網(wǎng)絡(luò)箱叁? ?

?計算機網(wǎng)絡(luò)=通信技術(shù)+計算機技術(shù)。

計算機網(wǎng)絡(luò)就是互聯(lián)的惕医、自治的計算機集合耕漱。當(dāng)主機數(shù)量大、距離遠的時候抬伺,我們通過交換網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)主機螟够,其交換節(jié)點一般是路由器routers或交換器switchers。

2.什么是Internet峡钓?

從組成細節(jié)上來看妓笙,Internet就是通過ISP將各小互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)在一起的全球最大的互聯(lián)網(wǎng)(數(shù)以百萬計的計算設(shè)備通過通信鏈路和路由設(shè)備互聯(lián)在一起);另外能岩,從服務(wù)角度來看寞宫,Internet給我們的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用提供了API應(yīng)用編程接口,使得我們的數(shù)據(jù)可以通過互聯(lián)網(wǎng)進行發(fā)送和接受拉鹃。

3.網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 network protocal?

對于計算機網(wǎng)絡(luò)非常重要辈赋。硬件(主機/路由器/通信鏈路等)是計算機網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)鲫忍;而網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是數(shù)據(jù)交換過程中事先約定好必須遵從的規(guī)則。e.g ?TCP ? IP ? ?HTTP ? ? 802.11

協(xié)議的三要素:語法钥屈、語義悟民、時序

4.計算機網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

網(wǎng)絡(luò)邊緣:主機(端系統(tǒng))、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用(如Web篷就、email)射亏;客戶/服務(wù)器應(yīng)用模型(如Web應(yīng)用,F(xiàn)TP)竭业;對等模型P2P(無專用服務(wù)器鸦泳,通信在對等實體之間進行,如QQ永品、Skype)

物理介質(zhì):有限或無線通信鏈路做鹰。接入網(wǎng)絡(luò)分為 家庭住宅接入網(wǎng)絡(luò)、機構(gòu)接入網(wǎng)絡(luò)(企業(yè)/學(xué)校)鼎姐、移動接入網(wǎng)絡(luò)钾麸。用戶最關(guān)心的是 1.帶寬bandwidth(bps)2.接入方式是獨占/共享?

接入網(wǎng)絡(luò)有電纜網(wǎng)絡(luò)cable modern 頻分多路復(fù)用:在不同的頻帶(載波)上傳播不同的頻道炕桨,上行一般比下行快得多饭尝,上行適用于下載,下行是用于上傳献宫。

現(xiàn)在典型的家庭接入網(wǎng)絡(luò)如下圖

機構(gòu)(企業(yè))接入網(wǎng)絡(luò):目前钥平,端系統(tǒng)直接聯(lián)系以太網(wǎng)交換機,以太網(wǎng)再連接機構(gòu)路由器姊途。帶寬在10Mbps/100Mbps/1Gbps/10Gbps涉瘾。

無線接入網(wǎng):通過共享無線接入網(wǎng)絡(luò)鏈接端系統(tǒng)與路由器。無線局域網(wǎng)LANs同一棟建筑內(nèi)11Mbps-54Mbps捷兰;廣域無線接入立叛,通過電信運營商,覆蓋范圍在幾十公里贡茅,如4G秘蛇,3G網(wǎng)絡(luò),帶寬1Mbps/10Mbps/100Mbps顶考。

核心網(wǎng)絡(luò):互聯(lián)的路由器(分發(fā)器) ?網(wǎng)絡(luò)核心的關(guān)鍵功能:路由+轉(zhuǎn)發(fā)(按照一個本地轉(zhuǎn)發(fā)表來運行路由算法赁还,再進行轉(zhuǎn)發(fā)),網(wǎng)絡(luò)核心解決的基本問題就是 數(shù)據(jù)交換驹沿!

5.Internet的結(jié)構(gòu)


一級商業(yè)ISPs(Internet Servies Providers)提供了國家或國際范圍內(nèi)的覆蓋(如網(wǎng)通/電信/AT&T)艘策,還有一些大型的內(nèi)容提供商(content provider network,如Google)甚负,通過IXP互聯(lián)并連接區(qū)域ISP柬焕。最后連接到access ISP审残。

6.數(shù)據(jù)交換

如何動態(tài)分配傳輸資源?

電路交換:最具代表性的就是電話網(wǎng)絡(luò)斑举,具有資源獨占性搅轿。電路交換網(wǎng)絡(luò)如何共享中繼線?“多路復(fù)用技術(shù)” multiplexing 將通信資源(帶寬)劃分為“資源片”富玷,分配給每路通信calls璧坟,每路呼叫獨占分配到的資源片,也有可能出現(xiàn)閑置赎懦。 ?典型:頻分多路復(fù)用FDM雀鹃,時分多路復(fù)用TDM,波分多路復(fù)用WDM励两,碼分多路復(fù)用CDM

報文交換:以整個報文為整體單位進行存儲—轉(zhuǎn)發(fā)黎茎。

分組交換:分組交換需要報文的拆分與重裝,分組=頭+數(shù)據(jù)当悔,統(tǒng)計分組電路實現(xiàn)共享傅瞻。但分組交換不僅用時少,交換節(jié)點所需內(nèi)存小盲憎,可以允許更多的用戶同時使用網(wǎng)絡(luò)資源嗅骄。

7.速率即數(shù)據(jù)率(data rate)數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣?/ 比特率(bit rate)

8.帶寬(bandwith)在通信中指信號具有的頻帶寬度,最高頻率與最低頻率只差饼疙,單位Hz溺森;但在網(wǎng)絡(luò)中的帶寬是指在信道中所能傳達的最高數(shù)據(jù)率(bps)。?

9.延遲


分組延遲的四種

dproc:處理延遲(通常很小<msec)

dqueue:排隊延遲(很不確定)

dtrans:傳輸延遲(L:分組長度bits窑眯,R:鏈路帶寬屏积,dtrans=L/R)

dprop:傳播延遲(S:物理鏈路長度,s:信號傳播速度2.0*10^8m/s)

時延帶寬積 = 傳播時延dprop x 帶寬bps ? ( ?以比特為單位的鏈路長度 ?)

10. 丟包

丟包率 = 丟包總數(shù)/發(fā)送的包的總數(shù)

吞吐量 : 在發(fā)送端與接收端之間的傳輸數(shù)據(jù)速率bps

即使吞吐量(給定時刻的速率) ? ? ? ? ? ? ? 平均吞吐量(一段時間的速率)

取決于端到端的瓶頸鏈路 ?min(Rs伸但,Rc肾请,1/10R)

11.計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)network architecture——分層結(jié)構(gòu)


分層網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)基本概念

協(xié)議是在兩個對等實體間進行通信的規(guī)則集合,是“水平的”更胖;服務(wù)是由下層實體向上層提供的,是“垂直的”隔显。下層協(xié)議的實現(xiàn)對上層的服務(wù)用戶是透明的却妨。相同層之間通過接口進行交互,通過服務(wù)訪問點SAP(Service Access Point),交換原語括眠,指定請求的特殊服務(wù)彪标。


OSI參考模型 —— 支持異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的互聯(lián)互通(國際標(biāo)準(zhǔn))

上四層是端到端的end-to-end,每一層一層都會進行數(shù)據(jù)封裝掷豺。目的是增加控制信息PDU捞烟,這些控制信息包括標(biāo)識接收端/發(fā)送端的地址薄声、差錯檢測編碼、協(xié)議控制题画。

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