现实网络的组成

合集 - 网络(9)

1.云计算概述：2023-12-042.服务器基础2023-12-043.计算机与网络发展的七个阶段2023-12-184.什么是协议？2023-12-185.协议分层与OSI参考模型2023-12-186.传输方式的分类2023-12-197.传输速率与吞吐量2023-12-198.地址和构建网络的通信设备类型：2023-12-19

9.现实网络的组成2023-12-21

收起

• 在现实生活中，每座大型城市的道路交通网中，或多或少都分布着高速公路。在计算机网络中也有类似的高速公路的部分，人们被称为“骨干”或“核心”。正如其名，它们是计算机网络的中心。通常回事呀高速路由器相互连接使之快速传输大量数据。

  • 而网络中相应于高速公路出入口的部分被称作“边缘网络”。常用的设备有多功能路由器（器（在路由器最基本的功能之上增加了按顺序/种类发送数据的功能，可以根据TCP/IP层的协议变换处理方法。） 和3层交换机。
  • 高速公路的出入口通常连接国道，省道，从而可以通过市区街道。而在计算机网络中连接“边缘网络”的部分叫做“接入层”或“汇聚层”。
  • 这样，骨干网络专注于如何提高业务传输性能和网络的冗余性，而具有业务智能化的高速路由器和交换机放在边缘网络中。边缘网络的常用设备多为2层交换机或3层交换机。
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网络的物理组成和逻辑组成：

• 不仅是在现实世界中会发生堵车，限行等事件。计算机网络中也是那样，同样网络拥堵，传输时慢时快的想象。

• 在实际道路交通中，为了解决堵车的问题，通常可以采用增建新的路段或由交警指挥绕行等方法。把这种方法带入到计算机网络中，就相当于增加通信电缆扩大物理层。

• 然而计算机的网络通信不仅仅在物理线路上进行，还会在其上层的逻辑信道上进行传输。正因为如此，如果在搭建网络的时候事先做好准备，就可以根据虚拟逻辑信道，按需调整宽度。

• 例如，假如要从名古屋出发驾车到东京，在东名高速途中遇到严重堵车时，可以改道走中央高速或北陆道与关越路避免堵车。这时如果将“东名高速”想象为“从名古屋出发到达东京的高速公路”，那么不论是真的走了东名高速还是改道走中央高速都可以认为是走了“东名高速”。在现代计算机网络中，高速光纤通信与高性能通信设备之间的延迟已经越来越小。就拿日本国内的网络来说，不管选用哪个信道都不会有明显的延迟。甚至人们根本就感觉不到邮件或文件传输的延迟（连接国外网络或者连接跨域较广的网络时，有时可能会感觉“慢”。其原因包括线路传输速率慢、多网段连接或长距离连接等。） 。
  

互联网通信：

• 人们在家里或公司连接互联网时，一般会使用互联网接入服务。联网之后，汇集到无线局域网路由器和最近交换机的通信会再次被连接到前面所提到的“接入层”（在公司规模较大、网络使用者较多，或者从外部有大量的访问进入的情况下，有时可以直接连接到“边缘网络”。） 。甚至还有可能通过“边缘网络”或“主干网”实现与目标地址之间的通信。

移动通信：

• 手机一开机，就会自动与距离最近的基站发生无线通信。基站上设有特定手机基站天线，基地本身也相当于网络的“接入层”。

• 由一部手机终端发送信号给另一个终端时，它所发出的请求会一直传送到注册对端手机号码的基站，如果对方接听了电话，就等于在这两部手机之间建立了通信连接。

• 基站收集的通信请求被汇集到控制中心（“边缘网络”），之后会再被接入到互连通信控制中心的主干网。这种手机网络的构成与互联网接入服务非常相似。
  
  

• 公共无线局域网对手机终端的认证

• 在家里或公司的无线局域网中，其线路连接部分往往是固定的，使用者通常仅限于特定的人群。然而，对于公共无线局域网来说，由于运营商不同，所以为了识别每一位使用者的合法性，就有必要对使用者进行验证，以检查他（她）们是否为合法用户。在用户所使用的终端设备真正被连接到“接入层”之前，需要确保只有获得认证的用户才能连接该公共无线局域网。

• 在使用手机或智能手机等移动通信终端时，首先要确认自己的手机要签约哪个移动通信运营商。从而可以让公共无线局域网的提供商从手机终端获取信息以识别是否为网内用户。当然，对于公共无线局域网来说，除此之外一般没有其他特殊的认证要求。

从信息发布者的角度看网络

• 提到网络信息传播，以往比较主流的做法是，个人和企业自己制作网站（主页）部署到服务器中将所要发布的信息公之于众。而现在，通过博客、托管主机服务（托管主机服务是指将用于信息发布的主机放置于互联网数据中心的机房，或者从该机房租赁一台计算机作为发布信息主机的服务。） 的案例日渐增多。这种方式的一大优点是不需要做服务器和网络运维的管理，只需要关注自己所要发布信息的特定网站即可。此外，在托管主机的服务中通常会有即时传播信息的机制。

• 以动画发布网站（一种替投稿者发布其动画作品的网站）为例。投稿者可能来自世界各地。网站会负责将他（她）们的作品上传到服务器进行发布。对于那些人气较高的动画作品，其访问量可能会达到每天几十万次。面对这么高的并发访问量，托管主机服务，为了减少访问延迟，会集合多个存储于一起，通过连接高速网络，以期提高响应速度。这种方式被人们称作数据中心。
  

• 数据中心由大型服务器、存储以及计算机网络构成。有些大型的数据中心甚至直接连接“主干网”。即使是小规模的数据中心，大多数情况下也会连接到“边缘网络”。

• 数据中心内部的网络中分布着3层交换机和高速路由器。为了减少网络延迟，也有人正在研究高性能2层交换机的使用。

虚拟化与云：

• 以几个比较有特点的网站为背景介绍一下虚拟化与云。抽奖、网游、内容（内容（content）在此处是指集动画、文章、音乐、应用以及游戏软件于一体，提供阅览以及上传/下载服务的一种信息集中体的统称。） 下载等网站。这些网站有一个共同的特点，那就是具有明显的访问高峰点。以提供抽奖的站点为例，在抽奖活动期间，白天或周末访问量都非常高，而在抽奖活动结束后基本无人问津。而且，在访问高峰期，网站又必须保证每一个用户都能正常访问，否则极可能会被起诉发生索赔事件。

• 类似于这种抽奖网站，有些站点所提供内容的种类和性质决定了它们实际上对网络资源的需求时刻都在发生变化。尤其在像数据中心一样配置大量的服务器提供对外服务的环境中，为每个网站和内容提供商分配固定的网络资源显然是低效的。

• 基于这样一个背景，出现了虚拟化技术。它是指当一个网站（也可以是其他系统）需要调整运营所使用的资源时，并不增减服务器、存储设备、网络等实际的物理设备，而是利用软件将这些物理设备虚拟化，在有必要增减资源的时候，通过软件按量增减的一种机制。通过此机制实现按需分配、按比例分配，对外提供可靠的服务。

• 利用虚拟化技术，根据使用者的情况动态调整必要资源的机制被人们称作“云”。而且，将虚拟化的系统根据需要自动地进行动态管理的部分被称作“智能协调层”。它能够将服务器、存储、网络看作一个整体进行管理。有了“云”，网络的使用者就可以实现不论何时何地都可以只获取或只提供需要信息的机制。