计算机网络学习笔记(一) 计算机网络基本概念

什么是计算机网络？                                                           

计算机网络=通讯技术+计算机技术

通讯系统模型：

 

 

 

 

 

 

 

定义：

 

计算机网络就是一种通讯网络，经过交换网络互联主机。

 

计算机网络就是互连的、 自治的计算机集合。

计算机网络的基本功能

n   数据通讯

n   资源共享

 

 

  Q：距离远、数量大、如何保证互连？

  A：经过交换网络互连主机，组成Internet，是世界上最大的、最具备表明性的计算机网络，是计算机网路的代名词。

 

什么是Internet？                                                                

u  从组成角度：网路由若干节点（node）和连接这些节点的链路（link）组成。网络和网络还能够经过路由器互联起来，这样就构成了一个覆盖更大的网络，即互联网，所以互联网是“网络之网络（network of network）”。

是一个全球最大的互联网络：由ISP（Internet Service Provider）网络互连的“网络之网络”。

n  计算设备集合:

§主机(host)=端系统（ end systems）
§运行各类网络应用

n  通讯链路
§光纤, 铜缆, 无线电,卫星……

n  分组交换: 转发分组(数据包)
§路由器(routers) 和 交换机(switches)

u  从服务角度：

n  为网络应用提供通讯服务的通讯基础设施: Web, VoIP, email, 网络游戏,电子商务, 社交网络,

n  为网络应用提供应用编程接口（ API）：

§支持应用程序“链接”Internet，发送/接收数据
§提供相似于邮政系统的数据传输服务

Internet 结构及其发展：                                         

 

n  端系统经过接入ISP（access ISPs ）链接到接入ISP必须进一步互连,这样任意两个主机才能够互相发送分组.

n  发展的三个阶段：

1.      单个网络ARPANNET向互联网发展

2.      创建成三级结构的因特网：主干网---地区网-----校园网（或企业网）。

3.      逐渐造成了多层次的ISP结构:主干ISP---地区ISP---本地ISP

 

n  当前Internet结构？

n   无人能给出精确描述

 

Q : 数以百万计的接入ISP是如何互连在一块儿的呢？

A : 可选方案 :

n  每一个接入ISP直接彼此互连？

n   不适用于大规模网络 : O(N2)链接问题

n  将每一个接入ISP链接到一个国家或全球ISP （Global ISP）? 

n  可是从商业角度，一定有竞争者„

 

 

Q：这些IPS之间必须互联，如何互联？

A：

n  对等链路（peeking link）

n  因特尔交换节点IXP（Internet eXchange Point）

可能出现:

n   区域网络（regional networks）链接接入ISP和 运营商ISP

n   内容提供商网络(c，ontent provider networks，如： Google, Microsoft等) 可能运行其本身的网络，并就近为端用户提供服务、内容。

 

在网络中心: 少数互连的大型网络

n    “一级”(tier-1)商业ISPs (如：网通、电信、Sprint、 AT&T)，提供国家 或国际范围的覆盖

n    内容提供商网络（content provider network， 如：Google)：）私有网络， 链接其数据中心与Internet，一般绕过一级ISP和区域ISPs 

 

Q：仅有硬件（主机、链路、路由器……）链接， Internet可否顺畅运行？能保证应用数据有序交付吗？ ……

A：网络协议

什么是网络协议                                                                                     

u  定义：

网络协议(network protocol)，简称为协议，是为进行网络中的数据交换而创建的规则、标准或约定

协议规定了通讯实体之间所交换的消息的格式、 意义、 顺序以及针对收到信息或发生的事件所采起的“ 动做” （ actions）

 

u  协议三要素：

n  语法：即数据与控制信息的结构或格式。

n  语义：即须要发出何种控制信息，完成何种动做以及作出何种响应

n  同步：即事件实现顺序的详细说明

 

u  协议内容：

n  协议规范了网络中全部信息发送和接收过程

 e.g., TCP, IP, HTTP, Skype,

802.11

n  学习网络的重要内容之一

n  网络创新的表现形式之一

n  Internet协议标准

n   RFC : Request for Comments

n   IETF : 互联网工程任务组（Internet Engineering TaskForce）

n  协议是计算机网络的重要内容