計算機網(wǎng)絡(1)——基礎知識
從具體構成的角度,Internet有節(jié)點,邊,協(xié)議三者共同構成。節(jié)點就是主機(端系統(tǒng))以及上面運行的網(wǎng)絡應用程序,也包括路由器、交換機等網(wǎng)絡交換設備。邊就是通信鏈路,包括將主機連接到互聯(lián)網(wǎng)的接入網(wǎng)鏈路和路由器之間的主干鏈路。協(xié)議就是對等層的不同設備之間相互傳輸數(shù)據(jù)的一種規(guī)范。協(xié)議定義了在兩個或多個通信實體之間交換的報文格式和次序,以及在報文傳輸或接收或其他事件方面所采取的動作。
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從服務的角度來看,互聯(lián)網(wǎng)就是使用基礎設施進行通信的分布式應用,基礎設施就是主機應用層以下的所有的實體和通信網(wǎng)絡中的各類實體,分布式應用就說應用層需要信息傳輸?shù)膽?。通信基礎設施為通信應用提供通信服務是使用編程接口(API)的形式。
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網(wǎng)絡結構包括網(wǎng)絡邊緣、網(wǎng)絡核心,接入網(wǎng)。網(wǎng)絡邊緣就說主機和應用程序(客戶端、服務器)。網(wǎng)絡核心就是說交換節(jié)點包括路由器之類的,主要用途就是數(shù)據(jù)交換。接入網(wǎng)就說把邊緣系統(tǒng)接入到網(wǎng)絡核心。
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對等模式Peer to Peer模式 ?沒有專門的服務器進行處理分發(fā),每一個終端設備都可以同時作為服務器和客戶端進行發(fā)送或者處理請求,可以達到負載均衡的操作。比如說迅雷。
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面向連接的服務是指在通信的終端節(jié)點之間保存連接信息,保持連接的服務是整個網(wǎng)絡中,包含路由器、交換機中都得保存連接信息。
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網(wǎng)絡核心就是路由器所構成網(wǎng)狀網(wǎng)路,數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡核心上進行傳輸。
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電路交換就是端到端的資源分配,從源主機到目的主機的呼叫,將獨享某一條線路資源,不共享線路。如果呼叫沒有數(shù)據(jù)發(fā)送,被分配的資源就會被浪費。一般被電話網(wǎng)所采用。在呼叫前需要建立連接,網(wǎng)絡連接鏈路資源將會被劃分成片,用于呼叫的獨享資源。如果某個呼叫沒有數(shù)據(jù),則其資源片處于空閑狀態(tài)(不共享)。主要的劃分方式有時分,頻分,波分。
電路交換不適合計算機之間的通信,連接建立的時間長,計算機通信多具有突發(fā)性,如果使用線路交換,浪費的時間片比較多,因為呼叫即使沒有數(shù)據(jù)傳輸也得保持資源占用,不能釋放給其他項目。
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分組交換,以分組為單位進行存儲轉發(fā),資源共享,按需使用。帶寬資源不會被切割分片,傳輸時直接使用全部帶寬資源,傳輸?shù)臄?shù)據(jù)會被切割為一個個小分組進行。分組每次在路由器之間傳輸(一跳hop)在轉發(fā)之前,路由器節(jié)點必須收到整個分組,之前收到的信息將會在路由器節(jié)點進行存儲,直到整個分組均被接收,再像下一個路由器節(jié)點進行轉發(fā),這就是存儲-轉發(fā)。延遲比線路交換要大。
當路由器節(jié)點的接受速率大于輸出速率時,分組就會出現(xiàn)排隊等待的情況,如果節(jié)點的緩存用完了,分組就會被丟棄,這就是丟包現(xiàn)象。
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路由:決定分組采用的源到目標的路徑。
轉發(fā):將分組從路由器的輸入鏈路轉移到輸出鏈路。
統(tǒng)計多路復用,分組交換沒有固定的模式。
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分組交換適合于突發(fā)式數(shù)據(jù)傳輸,資源共享,不必建立呼叫。過度使用會造成網(wǎng)絡擁塞,分組延時或者丟失。對于可靠的數(shù)據(jù)傳輸需要有協(xié)議約束,擁塞控制。同樣的網(wǎng)絡資源,分組交換允許更多用戶使用網(wǎng)絡。
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數(shù)據(jù)包網(wǎng)絡,分組的目標地址決定下一跳的鏈路,在轉發(fā)的過程中路由可以改變,類似于問路的形式,Internet就是采用了這個。在通信之前是不用建立連接,有數(shù)據(jù)就傳輸。每個分組都是獨立路由,路徑不一樣,甚至接收方會出現(xiàn)失序的情況。路由器根據(jù)分組的目的地址進行路由
虛電路網(wǎng)絡:每個分組都帶標簽(虛電路標識VC ID),標簽來決定下一跳。在呼叫建立的時候決定路徑,整個呼叫中路徑保持不變。虛電路網(wǎng)絡是有連接的,不僅是源主機和目的主機需要記錄,中間經過的所有路由器節(jié)點需要維持每個呼叫的狀態(tài)信息。
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網(wǎng)絡邊緣接入到網(wǎng)絡核心有以下集中方式
住宅接入:modem,將上網(wǎng)的數(shù)據(jù)信號調制到音頻信號上,在電話線中進行傳輸,在核心將其中的解調出來。撥號調制解調器是關鍵設備,56Kbps的速率直接接入路由器,通常會更低。不能同時上網(wǎng)或者打電話,因為二者共用同一條線路。
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接入網(wǎng):digital subscriber line (DSL)采用現(xiàn)存的到交換局DSLAM的電話線 §DSL線路上的數(shù)據(jù)被傳到互聯(lián)網(wǎng) DSL線路上的語音被傳到電話網(wǎng) ?獨享資源
DSL每個用戶一個專用線路到central office
小于2.5 Mbps上行傳輸速率(通常小于1 Mbps) v
小于24 Mbps下行傳輸速率(通常小于10 Mbps)
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接入網(wǎng):線纜網(wǎng)絡,有線電視信號線纜雙向改造,
FDM:在不同頻段傳輸不同信道的數(shù)據(jù),分別傳輸數(shù)字電視和上網(wǎng)數(shù)據(jù),并且要區(qū)分上行和下行。
HFC:hybrid fiber coax 非對稱傳輸,上行傳輸2Mbps,下行傳輸30Mbps。線纜和光纖網(wǎng)絡將每個家庭用戶接入到ISP路由器,各個用戶是共享線纜頭端接入網(wǎng)絡。