计算机网络=通信技术+计算机技术
计算机网络是通信技术与计算机技术紧密结合的产物
通信系统模型:
计算机网络是一种特殊的通信网络,特殊在信源和信宿就是计算机
什么是计算机网络呢?
计算机网络是一个互联的自治的计算机集合。
自治:无主从关系。互联:互联互通,通过通信链路连接。
距离远、数量大怎么保证互联互通?
通过交换网络互联互通。
交换节点:路由器或交换机
什么是Internet?
组成细节看:全球最大的互联网,有很多ISP网络
Internet就是有数以百万计的互连的计算设备集合:
主机(hosts)=端系统(end systems)
通过通信链路连接在一起的。
路由设备实现数据的分组交换。
从服务的角度看:
为网络应用提供通信服务的通信基础设施
为网络应用提供应用编程接口(API)
问题:
仅仅有硬件连接,Internet是否能保证顺畅运行
NO
还需要网络协议
什么是网络协议:
计算机网络的硬件是计算机网络的基础
网络中的数据交换还必须遵守事先约定好的规则(协议)
任何通信或信息交换过程都需要规则
网络通信:
主体是机器而不是人,交换电子化或数字化消息
计算机网络的所有通信过程都必须遵守某些规则--协议
什么是网络协议:网络进行数据交换过程中所需要建立的规则或约定
规定了交换信息的格式、含义。
不同的协议功能和任务是不同的。
一个网络协议有三要素:
1、语法
数据与控制信息的结构或格式
信号电平
2、语义
需要发出何种控制信息
完成何种动作以及做出何种响应
差错控制
3、时序:
事件顺序、速度匹配
计算机网络中协议是非常重要的一个内容
规范了网络中所以信息的发送和接受过程
e.g TCP,IP,HTTP,Skype,802.11
Internet协议标准
RFC文档形式存在
计算机网络的结构
网络边缘:
主机
网络应用
接入网络,物理介质
有线或无线的通信链路。
网络核心:由网络的中继路由设备,交换机路由器构成,完成分组转发
网络边缘:
主机端系统
位于网络边缘
运行网络应用程序Web email
客户服务器应用模型:
客户发送请求,接受服务器响应。
Web应用、文件传输应用FTP
所有的通信都是在客户和服务器之间
P2P应用模型
无专用服务器
通信在对等的实体之间直接进行
如:BT,QQ
接入网络:
如何将网络边缘接入核心网络
A:接入网络
住宅
机构接入网络
移动接入网络
用户关心的是:
带宽:数据传输速率
共享/独占的
接入网络数字用户线路:DSL
ADSL非对称数字用户线路
多路复用技术
DSL介入多路复用器
利用已有的电话线连接中心局DSLAM
电缆网络:利用的电视网络
调电视频道就是调的载频
HFC:混合光纤同轴电缆
典型的家庭网络接入
机构接入网络:局域网、以太网
无线接入网络
access point
无线局域网 LANs
广域无线接入(蜂窝网)4G
网络核心的关键功能:路由+转发
路由器需要本地转发表(路由表)
路由器运行路由协议计算获得
网络核心解决的基本问题:如何实现数据从源主机通过网络核心到达目的主机
怎么做?利用数据交换
什么是数据交换呢?
Internet网络是网络之网络
端系统通过接入ISP连接到Internet
接入ISP必须进一步互联
这样任何两个主机才可以互相发送分组
当前Internet的结构
无人能准确描述,因为动态性很强
直接互联:
可选方案:
谷歌微软在互联网上构建自己的网络可以就近提供内容
一级ISP会互联
数据交换:
为什么需要数据交换
任意两台主机需要通信
最简单的方案,直接相连
N^2链路问题
N(N-1)/2
怎么解决呢?发明了交换设备
为了保证连通性:
把交换设备连起来,形成交换网络
动态转接的功能
电路交换
报文交换
分组交换
1、电路交换
最典型的电路交换网络:电话网络
三个阶段:
1、建立连接阶段
2、通信
3、释放连接(拆除电路)
资源独占
电路交换网络的链路共享
电路交换网络如何让共享中继线
使用多路复用技术
多路复用技术简称复用,是通信技术的基本概念
多路复用:
链路/网络资源(如带宽)划分为资源片
将资源片分配给各路呼叫(calls)
典型的多路复用方法:
频分复用:FDM
时分复用:TDM
波分复用:WDM 就是光的频分复用
码分复用:CDM
码分复用CDM广泛应用于无线链路共享(如:蜂窝网)
每个用户分配一个我唯一的mbit码片序列(chipping sequence)
其中0用-1表示,1用+1表示