(1)21 世纪的一些重要特征就是数字化、网络化和信息化,它是一个以网络为核心的信息时代。
(2)网络现已成为信息社会的命脉和发展知识经济的重要基础。
(3)网络是指“三网”,即电信网络、有线电视网络和计算机网络。
(4)发展最快的并起到核心作用的是计算机网络。
(1)进入 20 世纪 90 年代以后,以因特网为代表的计算机网络得到了飞速的发展。
(2)已从最初的教育科研网络逐步发展成为商业网络。
(3)已成为仅次于全球电话网的世界第二大网络。
(1)因特网是自印刷术以来人类通信方面最大的变革。
(2)现在人们的生活、工作、学习和交往都已离不开因特网。
(1)连通性——计算机网络使上网用户之间都可以交换信息,好像这些用户的计算机都可以彼此直接连通一样。
(2)共享——即资源共享。可以是信息共享、软件共享,也可以是硬件共享。
(1)起源于美国的因特网现已发展成为世界上最大的国际性计算机互联网
(2)网络(network)由若干结点(node)和连接这些结点的链路(link)组成。
(3)互联网是“网络的网络”(network of networks)。
(4)连接在因特网上的计算机都称为主机(host)。
(5)注意名词——节点:
(6)网络与因特网
(1)第一阶段是从单个网络 ARPANET 向互联网发展的过程。
(2)1983 年 TCP/IP 协议成为 ARPANET 上的标准协议。
(3)人们把 1983 年作为因特网的诞生时间。
(4)internet 和 Internet 的区别
(5)三级结构的因特网
(6)多层次 ISP 结构的因特网
从因特网的工作方式上看,可以划分为以下的两大块:
(1) 边缘部分:由所有连接在因特网上的主机组成。这部分是用户直接使用的,用来进行通信(传送数据、音频或视频)和资源共享。
(2) 核心部分:由大量网络和连接这些网络的路由器组成。这部分是为边缘部分提供服务的(提供连通性和交换)。
(1)处在因特网边缘的部分就是连接在因特网上的所有的主机。这些主机又称为端系统(end system)。
(2) “主机 A 和主机 B 进行通信”,实际上是指:“运行在主机 A 上的某个程序和运行在主机 B 上的另一个程序进行通信”。即“主机 A 的某个进程和主机 B 上的另一个进程进行通信”。或简称为“计算机之间通信”
(3)两种通信方式:在网络边缘的端系统中运行的程序之间的通信方式通常可划分为两大类
(4)客户服务器方式
(5)对等连接方式
(1)网络核心部分是因特网中最复杂的部分。
(2)网络中的核心部分要向网络边缘中的大量主机提供连通性,使边缘部分中的任何一个主机都能够向其他主机通信(即传送或接收各种形式的数据)。
(3)在网络核心部分起特殊作用的是路由器(router)。
(4)路由器是实现分组交换(packet switching)的关键构件,其任务是转发收到的分组,这是网络核心部分最重要的功能。
(5)路由器的重要任务:路由器是实现分组交换(packet switching)的关键构件,其任务是转发收到的分组,这是网络核心部分最重要的功能。
(6)电路交换的主要特点
电路交换举例
1.A 和 B 通话经过四个交换机,通话在 A 到 B 的连接上进行(图中红线部分)。
2.C 和 D 通话只经过一个本地交换机,通话在 C 到 D 的连接上进行(图中红线部分)。
电路交换传送计算机数据效率低
(7)分组交换的主要特点
这里我们假定分组在传输过程中没有出现差错,在转发时也没有被丢弃。
分组交换的优点
1.高效,动态分配传输带宽,对通信链路是逐段占用。
2.灵活,以分组为传送单位和查找路由。
3.迅速,不必先建立连接就能向其他主机发送分组。
4.可靠,保证可靠性的网络协议;分布式的路由选择协议使网络有很好的生存性。
分组交换带来的问题
1.分组在各结点存储转发时需要排队,这就会造成一定的时延。
2.分组必须携带的首部(里面有必不可少的控制信息)也造成了一定的开销。
(8)因特网的核心部分。
(9)路由器
● 在路由器中的输入和输出端口之间没有直接连线。
● 路由器处理分组的过程是:
(10)主机和路由器的作用不同
● 主机是为用户进行信息处理的,并向网络发送分组,从网络接收分组。
● 路由器对分组进行存储转发,最后把分组交付目的主机。
(11)存储转发原理并非完全新的概念
● 在 20 世纪 40 年代,电报通信也采用了基于存储转发原理的报文交换(message switching)。
● 报文交换的时延较长,从几分钟到几小时不等。现在报文交换已经很少有人使用了。
关于三种交换理解:电路交换理解为打电话。报文交换和分组交换可以理解下面一个例子:
假设你们班集体出行要去火车站。
第一方式:包一辆大巴车,你们班同学坐大巴达到火车站。(报文交换)
第二种方式:你们班同学以寝室为单位,分开坐出租车,去火车站。(分组交换)
(1)是 20 世纪 60 年代美苏冷战时期的产物。
(2)60 年代初,美国国防部领导的远景研究规划局ARPA (Advanced Research Project Agency) 提出要研制一种生存性(survivability)很强的网络。
(3)传统的电路交换(circuit switching)的电信网有一个缺点:正在通信的电路中有一个交换机或有一条链路被炸毁,则整个通信电路就要中断。如要改用其他迂回电路,必须重新拨号建立连接。这将要延误一些时间。
(4)新型网络的基本特点
(5)ARPANET的成功使计算机网络的概念发生根本变化
●早期的面向终端的计算机网络是以单个主机为中心的星形网
●分组交换网则是以网络为中心,主机都处在网络的外围。
(1) 中国公用计算机互联网 CHINANET
(2) 中国教育和科研计算机网 CERNET
(3) 中国科学技术网 CSTNET
(4) 中国联通互联网 UNINET
(5) 中国网通公用互联网 CNCNET
(6) 中国国际经济贸易互联网 CIETNET
(7) 中国移动互联网 CMNET
(8) 中国长城互联网 CGWNET(建设中)
(9) 中国卫星集团互联网 CSNET(建设中)
(1)不同作用范围的网络
补充笔记:对于几种网络新的理解
(2)从网络的使用者进行分类
(3)用来把用户接入到因特网的网络
(1)速率
(2)带宽
“带宽”(bandwidth)本来是指信号具有的频带宽度,单位是赫(或千赫、兆赫、吉赫等)。
现在“带宽”是数字信道所能传送的“最高数据率”的同义语,单位是“比特每秒”,或 b/s (bit/s)。
常用的带宽单位是:
千比每秒,即 kb/s (10^3 b/s)
兆比每秒,即 Mb/s(10^6 b/s)
吉比每秒,即 Gb/s(10^9 b/s)
太比每秒,即 Tb/s(10^12 b/s)
ps:网络的世界不用计较那么多1024直接近似1000
-请注意:在计算机界,
K = 2^10 = 1024
M = 2^20
G = 2^30,
T = 2^40。
吞吐量(throughput)表示在单位时间内通过某个网络(或信道、接口)的数据量。
吞吐量更经常地用于对现实世界中的网络的一种测量,以便知道实际上到底有多少数据量能够通过网络。
吞吐量受网络的带宽或网络的额定速率的限制。
(4)时延(delay 或 latency)
传输时延(发送时延 ),发送数据时,数据块从结点进入到传输媒体所需要的时间。也就是从发送数据帧的第一个比特算起,到该帧的最后一个比特发送完毕所需的时间。
信号传输速率(即发送速率)和信号在信道上的传播速率是完全不同的概念。
处理时延,交换结点为存储转发而进行一些必要的处理所花费的时间。
排队时延,结点缓存队列中分组排队所经历的时延。排队时延的长短往往取决于网络中当时的通信量。
四种时延所产生的地方,从结点 A 向结点 B 发送数据
注意:容易产生的错误概念
1.对于高速网络链路,我们提高的仅仅是数据的发送速率而不是比特在链路上的传播速率。
2.提高链路带宽减小了数据的发送时延。
(6)利用率
(1)费用
(2)质量
(3)标准化
(4)可靠性
(5)可扩展性和可升级性
(6)易于管理和维护
(1)相互通信的两个计算机系统必须高度协调工作才行,而这种“协调”是相当复杂的。
(2)“分层”可将庞大而复杂的问题,转化为若干较小的局部问题,而这些较小的局部问题就比较易于研究和处理。
(3)关于开放系统互连参考模型OSI/RM
●只要遵循 OSI 标准,一个系统就可以和位于世界上任何地方的、也遵循这同一标准的其他任何系统进行通信。
●在市场化方面 OSI 却失败了。
(4)两种国际标准
●法律上的(de jure)国际标准 OSI 并没有得到市场的认可。
●是非国际标准 TCP/IP 现在获得了最广泛的应用。
(1)划分层次的必要性:
(2)网络协议的组成要素
(3)划分层次的概念举例
● 主机 1 向主机 2 通过网络发送文件。可以将要做的工作进行如下的划分
● 两个主机将文件传送模块作为最高的一层 。剩下的工作由下面的模块负责。
● 两个主机交换文件示意图:
● 再设计一个通信服务模块
●再设计一个网络接入模块
●分层的好处
●层数多少要适当
(4)计算机网络的体系结构
(1)TCP/IP 是四层的体系结构:应用层、运输层、网际层和网络接口层。
(2)但最下面的网络接口层并没有具体内容。因此往往采取折中的办法,即综合 OSI 和 TCP/IP 的优点,采用一种只有五层协议的体系结构 。
(3)五层协议的体系结构应运而生:
(4)例:主机 1 向主机 2 发送数据
再来一遍,注意观察加入或剥去首部(尾部)的层次
(1)实体(entity) 表示任何可发送或接收信息的硬件或软件进程。
(2)协议是控制两个对等实体进行通信的规则的集合。
(3)在协议的控制下,两个对等实体间的通信使得本层能够向上一层提供服务。
(4)要实现本层协议,还需要使用下层所提供的服务。
(1)
(2) IP 可应用到各式各样的网络上(IP over Everything)
(3)例:客户进程和服务器进程使用 TCP/IP 协议进行通信
(4)功能较强的计算机可同时运行多个服务器进程
补充笔记:
OSI七层模型:
应用层 : 能够产生网络流量,能够和用户交互的应用程序,如QQ,微信。
表示层 : 加密 压缩(QQ视频) 开发人员关注。
会话层: 服务和客户端建立的会话,查木马 netstat -n/nb
传输层 : 可靠传输,建立会话(长时间保持连接)。 不可靠传输,不建立会话(QQ聊天) 流量控制
网络层: IP地址编址 选择最佳路径
数据链路层 : 输入如何封装 添加物理层地址 MAC
物理层: 电压 ,接口标准确定
另外OSI有七层模型,但是讲课只讲五层,分别是物理层,数据链路层,网络层,传输层,应用层。
附加:
成电复试重点
1.网络协议的三个核心要素及概念,各起什么作用?
2.解释一下网络体系结构,它得实现和理论有什么区别?
3.什么是网络延时?
**时延(delay 或 latency)**是指一个报文或分组从一个网络(或一条链路)的一端传送到另
一端所需的时间。
4.网络时延又拿几部分组成?各产生于何处?(上面有个图记住那个图,理解记忆)
5.在网络通信中实体、协议分别是什么,有什么关系?
实体表示任何可发送或接收信息的硬件或软件进程。
协议是控制两个对等实体或多个实体进行通信的规则的集合。
在协议的控制下,两个对等实体间的通信使得本层能够向上一层提供服务。要实现本层协议,还需要使用下面一层所提供的服务。协议时水平的,服务是垂直的。
6.用白军和蓝军解释下没有 100%可靠的通信。(上文中已经举过这个例子,还有图文)
东边蓝军先发送:“拟于明日正午向白军发起攻击.请协同作战,并确认.”
西边蓝军收到电文并加以确认,回答:“同意.”
然而两边都不敢贸然下决心,因为西边蓝军还要等待东边蓝军发送:“我已经收到你的确
认了.”
然后东边蓝军还要等收到西边蓝军的"我收到了你的"我已经收到你的确认了"."
如此反复…
这样一直等对方确认的确认,两边都无法确定自己发出去的电文是否对方一定收到了.
因此,没有一种协议能够使两边的蓝军 100%地确定一定会共同进攻.
所以也设计不出来 100%可靠的协议.
7.电路与分组交换的区别(搭配上文中的图片记忆效果更哦)
8.计算机网络的接入类型都有哪些?
局域网、城域网、广域网和互联网四种(这是你电的答案,然而我觉得这是按照作用范围网络类型分类)
9.计算机网络接入方式?举例说明。
ADSL—电话线;光纤同轴混合网(HFC)–有线电视网;FTTX—光纤到户。
10.简述 C/S 和 P2P 混合结构的特点
网络上每台主机既是服务器端又是客户端。
ps:本文是根据韩立刚老师的网课以及本人本科学习阶段内容所写,如有错误欢迎指正。另外觉得不错,可以点个赞。