计算机网络-慕课笔记

基本概念

通讯技术&计算机技术

计算机网络是一个互联的自治的计算机集合
互联：经过通讯链路
自治：无主从关系

网络规模增加问题

引入交换网络
每一个主机经过交换网络链接主机，须要交换节点（路由器|交换机）

Internet

ISP互联网提供商的网络
全球-区域-院校-移动网络-家庭网络
百万级的计算设备
单位：主机=端系统

服务角度看Internet
为分布式网络应用提供通讯基础设施，为网络应用提供应用编程API

网络协议 网络进行数据交换的标准、规定、约定

数据交换的规则，任何通讯和信息交谈都须要规则
询问时间
请教问题
人员推荐
发送特定消息，对特定消息采起回应
格式、意义、顺序、动做反馈

三要素

• 语法Syntax
  数据、控制信息的结构和格式
  信号电平
• 语意Semantics
  何种信息
  何种响应
  差错控制
• 时序Timing
  时间顺序
  速度匹配
• 举例
  tcp
  ip
  http
  802.11
  • RFC文档

网络结构

• 网络边缘
  • 主机
  • 网络应用
• 接入网络
  • 有限或无线通讯链路
• 网络核心
  • 互联的路由器（分组转发设备

网络边缘 网络资源的使用、共享

• 主机（端系统）
  -网络应用 Web，email
• 客户服务器应用模型
  • 客户发出请求，服务器响应
• P2P应用模型
  • 无或不单单依赖专用服务器
  • 在对等实体之间直接进行

接入网络

• 住宅接入
• 机构接入
• 移动接入

带宽：数据带宽，单位时间信息量

例子：数字用户线路DSL

采用不一样的载频传输数据和声音，DSL接入多路复用器，调制解调
语音到电话网
数据到Internet
使用FDM
0-4kHZ用于传统电话
4k - 50k 上行
50k - 1MHz 下行
ADSL上行和下行数率不同

例子：电缆网络

数据、电视在共享线缆上用不一样频率传输，HFC
非对称，上下行数率不一致
共享信道，用户越多，带宽越低

企业接入网络

以太网交换机链接端系统，速度快

无线

经过基站（接入点）

• LANs
  54 Mbps
• 广域无线接入
  运营商
  移动互联网

网络核心

功能：路由+转发，一个包如何送到正确的接口

路由

路由算法->路由表

转发

从输入端口转到正确的输出端口

Internet结构

端系统接入ISP，网络互连的复杂网络，随时有接入、随时有离开
多级ISP  
ISP之间对等链路，区域网络，
IXP（互联网交换节点 高速），内容提供商

数据交换

解决从信息从源主机到目的主机传递

N^2 链路问题，两两互联不可行，网络规模大时候不可行
解决方法：交换机，交换网络
交换：动态转接，物理上，逻辑上，不少设备并行进行，动态分配传输资源

数据交换的类型

• 电路交换
  电话网络，拨号创建链接，通讯，挂机拆除（释放链接）
  独占资源
  中间有不少公用链路，中继线共享
  • 多路复用技术
    通讯资源划分，分给不少路通讯，每路呼叫独占资源，资源片有可能闲置
    • FDM
      按频率划分，各频率间有保护带，各用户占不一样的频率带宽
      例子：电视
    • TDM
      时间上，划分红等长的时分复用帧
      每一个用户占用固定序号的帧，周期性出现帧，每一个时间段占用全部的网络资源
    • WDM
      光的频分复用，光常常使用波长去区分，用不一样波长的光去传输数据
      光调制器的使用
    • CDMA
      码分复用，用于无线链路，蜂窝网，卫星通讯网络
      每一个用户分配m bit的码片序列（0：-1,1:1）
      每一个用户使用相同频率的载波，发送信息后用码片序列来编码数据
      编码信号= （原始信号）*（码片序列）
      码片序列相互正交，只有本身和本身相乘才为1，和别人的码相乘为0，和本身的反码想乘为-1
      • 解码
        想要某个编码的信息，就用那个编码的码片信息和编码信号内积
        
• 报文交换
  发送信息总体（一个文件），接收完了一个报文以后再转发出去
  存储 转发
  • 例子：电报
    
• 分组交换
  把报文进行拆分，拆成一系列相对较小的数据包
  拆分 重组，交换机一边接收小的包一边发送
  存储 转发
  • 统计多路复用，不须要提早分配，按小包小包的发

  构成：头+数据包（有额外开销，但并不严重）