计算机网络学习笔记 - 第一章 概述

概述

争取两天一更

1.1 计算机网络在信息时代的做用

• 常见的网络 : 电信网络,有线电视网,计算机网络,随着时代的发展,三网和一
• 互联网的基本特征: 联通性(设备之间传递信息)和共享
• 互联网是世界上最大的计算机网络,链接的设备亿为单位

1.2 互联网概述

• 计算网络:由若干的节点 和链接这些的链路组成,节点能够是(计算机 集线器 交换机 和路由器) 链路能够是网线 例如:一个教室的计算机经过交换机,实现共享信息
• 互连网(注意这里是连) 指的是上面的网络经过路由互连起来,构成了一个更大的计算机网络. 也能够成为成为网络的网络
  

图中蓝色的就是路由

• 因特网 全球最大的互联网,使用TCP/IP 协议进行交流.

1.2.2 互联网基本结构发展的三个阶段

1. 第一阶段: 单个网络ARPANET向互联网的发展 (上世纪60年代到80年代中期)分组交换就是ARPANET上的网络直接与就近的节点交换机链接.(并非一个互连的网络)应该相似有上面提到的教室经过交换机来链接共享信息. 网络并非开放的.交换机最著名的类型就是路由器和链路交换机

• 1983集提出TCP/IP协议. 最初没有考虑安全性问题.IPv6考虑的安全性问题

2. 第二阶段: 1985提出三级结构的Internet网络. 学校网->地区网->主干网 主干网大小45M
3. 第三阶段: 多层次的ISP结构的互联网 .

• ISP(internet Service Provider )互联网服务提供商 ,例如电信,移动
  简单说 会联网主机只有IP地址才能上网,IP地址至关于一个门牌号,数据才能找到地址. 而IP地址是由Ip管理结构管理. ISP申请到IP地址(很对,普通人不能申请到单个IP) ,用户经过租赁ISP手中的IP地址,实现上网.
• ISP能够分为 主干ISP 地区ISP 和本地ISP.
  本地ISP链接地区ISP,地区ISP链接主干ISP.
  也就是所 A主机到B注意必须进过三个层次. 从本地->地区->主干->地区本地
  三个层次
  
  若是某个地区到某个地区流量比较的大,咱们就直接地区->地区,不经过主干. 这就是IXP(互联网交换点 Internet eXchange Point) 直接在两个地区之间使用 高速链路对等地交分组.
• 例如名称为DE-CIX,在德国的法兰克福吞吐量为5.869Tbit/s. 这个IXP已是欧洲互联网的枢纽.
• 中国的互联网分布
  中国四大骨干网与CHINANET八大节点

1.3 互联网的组成

• 互联网的主机成为端系统
  

服务器也是互联网的边缘部分,服务器只是一个比较快的主机.只是互联网的使用者,而不是运行维护互联网.

互联网的边缘部分

主机之间的通行方式

• 客户端服务器方式(C/S) 客户端请求服务器
• 对等方式(P2P) 每一个计算机都是客户端也是服务器.例如迅雷.占用上传宽带 .

计算机网络的核心部分

1. 电路交换
   

座机使用电路链接. 理论使用两个线就能够实现端对端.可是座机多了,天然就是实现经过交换机来实现.交换机就是实现接线的过程. 电路交换适合于数据量很大的实时性传输.
端到端三个步骤: 创建链接(占用通讯资源)->通话->释放链接(归还资源)
明显: 计算机对于这种链接比较的慢. 计算机发送数据不像打电话,且速度快.
2. 分组交换
分组交换采用的是存储转发技术.

• 发送的数据被称为报文
  将报文划分为比较小的数据段,每一个段在加上必要的描述信息构成一个分组.
  通常分组的首部包含了目的地址和源地址等重要的控制信息.
• 主机通常是用户信息的处理.而路由器则用来转发分组的,进行分组交换. 路由器接受一个分组,先暂时存储一下,检查其首部获得目的地址,找的合适的接口转发出去.一步一步进过不少的路由代目的地. 首先,天然产生疑问,路由器是怎么知道转发的接口.其实路由器之间必须常常掌握的路由信息.以便建立和维护路由器中的转发表. 路由中存储的只是报表,真正的数据在内存中. 经过协议来实现数据的准确性

优势	所采用的手段
高效	在分组传输中动态分配宽带,对通讯链路是逐段栈用
灵活	为每一个分组独立的选择最适合的转发路线.
迅速	以分组为单位, 能够不创建就能向其余分组分组
可靠	保证可靠性的网络协议,分布式多路由分组交换网,使得网络有很好的生存型

问题:
可能产生较大的时延
3.报文交换
相似于分组交换,可是传输的数据是一个总体.

很明显报文交换是最慢的.报文交换相似于一条流水线完成全部的工做. 分组交换至关于每一个公司负责一部分,在组装,相似并行.

1.4 其余一些计算器网络的分类

按照网络的做用范围分类

• 广域网 (远程网) 是互联网的核心部分,用来链接国家.使用高速链路.具备较大的通行容量
• 城域网(Metropolitan Area NetWork) 用来链接城市.5-50km.为共有设施. 城域网采用的以太网技术
• 局域网(LAN) 类型企业网,校园网 速度10M/S以上.
  +我的区域网(PAN) 10m左右,通常使用无线技术来链接.

按照网络的使用分类

• 公用网 电信公司出资建造的大型网络
• 专用网 部门的特殊要求

计算机网络的性能指标

1. 速率
   网络中速率指的是:计算机网络上的主机在数字信道上传输数据位数的速率. (信道指的是你到ISP服务器的一个通道. 一样的服务器到对应的ISP提供商的又是另外一个信道)

• bit/s
• MB/s

2. 带宽
   在计算机网络中,宽带用来表示网络中某信道传输数据的能力.也就是数字信道传送的最高数据率单位应该是 b/s kb/s Mb/s Gb/s.
   通常电信,联通说的宽带是用的是b而不是bit,8b=1bit.因此咱们实际的速度要除以8. 100M宽带对应的速率 为100/8M/s
3. 吞吐量
   表示在待你我时间内经过某个网络(或通道,接口)的实际的数据量.通常这种吞吐量以Gbit/s 为单位
4. 时延
   就是网络存一个端口带内一个端口花费的时间.这是一个比较重要的指标.有时称为延迟或者迟延
   时延是由3个部分组成:

• 发送时延 是主机或路由发送数据帧所须要的的时间.就是从第一个bit算起,到最后一个bit.发送完毕须要的时间. 简单一点就是火车出站须要的时间
  发送时延= (数据块的长度 比特) / 信道宽度(bit/s)
• 传播时延 电磁波在信道中传播必定距离须要的时间 ,计算公式:
  传播时延: 信道长度(m)/ 电磁波在信道上的传播速率(m/s)
  发送时延时数据准备花费的时间(通常发生在网络适配器中),传播时延时传播过程花费的时间
• 处理时延
  主机或路由在接受到分组要花费必定的时间进行处理.例如分析首部,从分组中提取数据,检验,寻找适合的路由.
• 排队时延 在网络传输过程当中,通过许多的路由器,可是进入路由器以后要在输入队列中等待被处理花费的时间.
  总的花费时间就是 总时延= 发送时延+ 传播时延+ 处理时延+ 排队时延.
  光纤的传播时延为20.5万公路,铜线的传播距离为23.5万千米.
  还有一些其余的指标
• 时延带宽积
• 往返时间RTT
• 利用率

计算器网络体系的结构

一样计算机网络也有着程序设计的思想 模块化, 低耦合.
开放系统互联基本参考模型(OSI/RM) (Open Systems Interconnection Reference Model) 这是一个抽象的概念.在1983年造成了ORM的正式文件ISO 7498 国际标准.一共划分了7层
可是如今使用的是TCP/IP协议. 虽然是非国际标准,可是已经成为事实上的国际标准.TCP/IP协议没有使用OSI标准.
OSI失败的缘由:

• OSI 专家缺少实际的经验,在完成OSI标准是缺少商业动力
• 实现太过复杂
• 指定的周期太长,设备没法及时的进入市场
• OSI的划分层次不合理,功能造多个层次中出现

OSI的和TCP/IP的具体划分

具体每一层的划分,以及原理明日在写,有点多,并且并非全部的程序或者设备遵照协议.