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计算机网络(一)

Posted on 2021-07-25 13:16  rossxp  阅读(120)  评论(0编辑  收藏  举报

一,概述

1,什么是网络?

网络包含节点和边,边以某种关系把节点之间连接起来。比如神经元通过树突轴突形成网络。

2,什么是协议?

协议:对等层实体在通信过程中应该遵守的规则的集合。只有同时遵守这个约定,计算机之间才能相互通信交流。

协议规定了语法语义次序和动作。

3,那么什么是互联网Internet?

由以TCP/IP协议为主的一簇协议支撑工作的那个网络叫做互联网。目前使用最为广泛。

 二,网络的结构

1)边缘:分布式应用程序是网络存在的理由,没有需要通信的应用程序便没有网络存在的必要。

2)核心:起着数据交换的作用。

3)接入,媒介:接入链路将分布式应用程序接入网络核心,媒介充当数据传输的工具。

三,那么分布式应用进程之间通讯的模式有哪些呢?

主要有两种:客户端服务器模式CS和端对端P2P模式。

CS:比如web浏览器客户端和web服务器就是典型的客户端服务器模式。服务器主动开放端口等待客户端发送请求,客户端发送请求使用服务器的硬件和软件能力,服务器将响应的结果发送回给客户端。服务器的处理能力有限,首先产商的建造维护成本就会很大,另外如果一台服务器下面挂的客户端过多,服务器的能力明显下降,有较差的可扩展能力。为了应对这种情况,可采用P2P模式(peer to peer)。

P2P:每个节点既是客户端也是服务器,随着节点的增多,请求节点增多那么同时服务节点也会增多,这样就有较强的扩展能力,而且由于可以分段请求多个服务器节点而不用在一个服务器上薅羊毛,所以处理速度会更快。这种模式在文件分发系统中广为应用,比如迅雷。

四,面向连接和面向无连接

面向连接:是指通信双方在通信时,要事先建立一条通信线路。全程完成建立连接、使用连接和释放连接三个步骤。TCP协议就是一种面向连接的,可靠数据传输的协议。

无连接:是指通信双方不需要事先建立一条通信线路,而是把每个带有目的地址的包(报文分组)送到线路上,由系统自主选定路线进行传输。邮政系统是一个无连接的模式,天罗地网式的选择路线,天女散花式的传播形式;IP、UDP协议就是一种无连接协议。

五,网络的核心部分完成数据交换的作用,有哪几种方式呢?

分为电路交换(电话网)和分组交换(互联网和几乎所以网络都采用)。

通过时分复用,波分复用,频分复用,码分复用等建立端对端之间独享的线路。

电路交换的优点是:专用信道,数据传输迅速、可靠、不会丢失、有序。缺点是:当建立了连接而双方之间暂时没有数据传输时,造成带宽资源浪费。因此,电路交换适用于数据传输量大、可靠性要求较高的情况。

 

 转发节点接受整个分组存储下来之后才能够继续跳转下一个转发节点,也就是分组交换用排队延迟更长来换取共享性,排队延迟可能导致分组丢失。

 六,分组交换又分为数据报分组交换和虚电路分组交换

1)传输方式不同

1、虚电路服务在源、目的主机通信之前,应先建立一条虚电路,然后才能进行通信,通信结束应将虚电路拆除。

2、数据报服务,网络层从运输层接收报文,将其装上报头(源、目的地址等信息)后,作为一个独立的信息单位传送,不需建立和释放连接,目标结点收到数据后也不需发送确认。

2)全网地址不同

1、虚电路服务仅在源主机发出呼叫分组中需要填上源和目的主机的全网地址,在数据传输阶段,都只需填上虚电路号。

2、数据报服务,由于每个数据报都单独传送,因此,在每个数据报中都必须具有源和目的主机的全网地址,以便网络结点根据所带地址向目的主机转发,这对频繁的人—机交互通信每次都附上源、目的主机的全网地址不仅累赘,也降低了信道利用率。

3)平衡网络流量不同

1、虚电路服务中,一旦虚电路建立后,中继结点是不能根据流量情况来改变分组的传送路径的。

2、数据报在传输过程中,中继结点可为数据报选择一条流量较小的路由,而避开流量较高的路由,因此数据报服务既平衡网络中的信息流量,又可使数据报得以更迅速地传输。

七,接入网

  早期的用户端和网络交换器核心之间的接入方式是通过电话线进行的,但是电话线传输的音频信号,也就是300HZ到3400HZ的模拟信号波形。我们通过modem调制解调器进行波形的调制,使其可以转换为计算机可以理解的0,1信号。比如通过调幅,幅度大的一部分波形理解为1,幅度小于一定值的理解为0;再比如调制使频率高的一段理解为1,频率小的理解为0。就可以通过电话线来进行网络连接也就是可以上网了。所以早期我们使用网络设备时有人打进电话来网络就会断开(童年回忆)。之所以叫网上冲浪大概是因为电话线传输的是模拟信号波形,想象一下波形像不像海浪,信号在波形上畅游也就是”冲浪“了。

 

 4khz以下用于语音通信,4khz以上通过非对称方式分为上行和下行,下行范围要大一些。所以DSL方式可以同时打电话和上网。

八,网络服务提供商ISP

 

 九,分组交换的延时,丢失和吞吐量

  分组到路由器缓冲器要排队,因为分组交换是基于存储交换原则,需要一次性存储完才一次性进行传输。当排队的分组数超过缓冲区的容量时,就会丢失掉后到的分组。数据通过媒介进入路由器时还要进行分组查错,路由表查询等等处理手段,也会有一定的延时。另外路由传输传播过程中,将数据传输到链路上以及数据在链路上传播花费的时间也是分组交换的延时。

 

 当传输节点之间相距比较远时,传播延迟不可忽略。

   

   

 

(短板效应)

 

 

 十,协议层次与服务模型

分层分模块处理的好处是将大问题分解为小问题,便于问题的解决。坏处就是模块之间交换信息的效率降低。

  

 如果一个层次没有新的功能,那么这一层次没有存在的必要。

 

服务与协议

 

 链路层提供point to point,网络层提供end to end,传输层提供进程到进程,且可提供可靠的服务,应用层的协议是最多的。