一.概述：
- 计算机网络定义：
一些相互连接的、以共享资源为目的的、自治的计算机的集合。
重点在于：互通的，自治的，计算机集合。
可以简单理解为：计算机网络 = 通信技术+ 计算机技术。
- 计算机网络发展：
一.ACEnet:分组网
二.NSFnet:三级网络
三.ISP 因特网服务提供者ISP（Internet Service Provider)：用户通过这个ISP接上网络
这也是现在较为广泛的应用计算机网络
- 计算机网络结构:
1.网络边缘
- 由一系列主机(端系统)组成,在结构上位于网络边缘,同时可以运行网络应用程序.
- 应用模型:
客户端/服务器通信:客户端发送请求,服务器接受请求并进行响应.例如:Web
客户端/客户端通信(PTP):对等通信,没有专用的服务器,通信在实体之间进行.例如:QQ
2.接入网络及物理介质
- 功能:把网络边缘的设备接入核心网络.(边缘路由器)
- 方式:
- 数字用户线路(DSL):利用已有的电话线连接中心局的DSLAM,数据通过DSL电话线接入Internet,正常的电话语音则通过DSL电话线接入电话网.其优点为数据独享,传输速率非对称.
- 电缆网络(HFC):与数字用户原理相似,但区别在几个主机通过一根总线进行数据的传输,不同用户占用不同频段,共同传输数据.传输速率共享.传输速率同样也是非对称.
- 无线接入网:无线局域网,如WiFi.广域无线接入,如3G,4G.
3.网络核心
- 互联的路由器网络
- 功能在于路由(寻址) + 转发(发送数据).
- 核心功能:数据交换.
二.典型交换技术方式:
- 电路交换:
- 概念图:
电线对与电话机数量成正比.
- 后续也通过交换机对电路交换进行了改进.
- 电路交换过程:
- 建立连接
- 通信
- 释放连接
- 优点在于在通信中,通信双方始终占用通信资源.但也会造成通信资源的浪费.
- 多路复用: 将链路/网络资源划分为资源片,将资源片分配给各路呼叫,每路呼叫独享占用到的资源片进行通信,资源片可以闲置.
复用技术:
- 频分多路复用(FDM)
- 时分多路复用(TDM)
- 波分多路复用(WDM)
- 码分多路复用(CDM)
2.报文交换
- 信息源发送信息整体
3.分组交换
- 发送由报文拆出来的一系列的较小的数据包,需要对报文进行拆分与重组.
报文交换与分组交换均使用存储-转发的交换方式.
- 复用技术:统计多路复用---按需共享电路.
三.计算机网络体系结构
将计算机网络进行分层的想法首先由APAAnet所提出.
后来,ISO提出了七层协议的体系结构OSI/RM,但因为过于繁琐而没有成为标准框架.
而四层协议的TCP/IP体系结构逐渐成为了标准框架.
- 协议:进行网络数据交换而建立的规则,标准或约定.
- 协议三要素
- 语法(syntax):数据与控制信息的格式或结构.
- 语义(semantics):各种请求及其相对应的动作与响应.
- 时序(timing):事件实现顺序.
- 体系结构:
后来,随着需求的增长,TCP/IP的四层结构逐渐满足不了人们的需求.
于是人们在此基础上,改进了TCP/IP的五层结构.
下面将基于TCP/IP的五层结构,对各个层次进行讲解.
- 应用层
任务:通过应用进程之间的交互来完成特定网络应用.
协议:定义的是应用进程间通信和交互的规则
把应用层交互的数据单元称为报文.
2. 运输层
任务:负责向两台主机之间的通信提供数据传输服务.
方式:
TCP:提供面向连接,可靠的数据传输服务,单位是报文段.
例如:电话
UDP:提供无连接,不可靠的数据传输服务,单位是用户数据报.\
例如:广播
3. 网络层
功能:为分组交换网上不同主机提供通信服务.
任务: 1.路由:路由器通过算法生成一个用以转发的转发表,
2.转发:路由器在接收了一个分组后,依据转发表中指明的路径,把分组转发给下一个路由器.
4. 数据链路层
任务: 实现两个相邻节点之间的可靠通信.在相邻节点的链路传输帧.
5.物理层
任务:实现比特(0/1)的传输.
确定连接电缆的插头应有多少根引脚,以及各引脚的连接方式.
注意:传输信息所用到的物理媒介并不属于物理层,而是在物理层协议之下的.