首页 > 其他 > 详细

计算机网络概述(上)

时间:2020-02-23 18:43:43      阅读:57      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

计算机网络(一)

计算机网络概述

计算机网络 = 通信技术+计算机技术

通信系统模型:

信源-》发送设备-》信道(受噪声源干扰)-》接受设备-》信宿

计算机网络就是一种通信源,是互连(互联互通)的、自治(计算机之间无主从关系)的计算机集合

距离远、数量大时,直连的数据链路不可行--》交换网络

交换节点(路由器或交换机)

Internet

-Internet 全球最大的互联网 ISP(Internet Service Provider)网络互连的“网络之网络”

-数以百万计的互连的计算设备集合:主机= 端系统(运行各种网络应用)

-通信链路,如光纤,卫星

-分组交换:转发分组 路由器、交换机

服务角度

-为网络应用提供通信服务的通信基础设施

-为网络应用提供了应用编程接口(API)

计算机网络协议

硬件(主机、路由器、通信链路等)是计算机网络的基础

而在实际的交换中,其数据交换必须遵守事先约定好的规则(可类别联想交通规则,为了保证交通系统/数据交换系统的有序进行)

网络协议,是为网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定

协议规定了通信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取的“动作”

-语法(规定交换信息的格式) 数据与控制信息的结构或格式、信号电平

-语义

(1)需要发出何种控制信息

(2)完成何种动作以及做出何种响应

(3)差错控制

-时序(规定了事件顺序及速度匹配)

规范了网络中所有信息的发送和接收过程

计算机网络结构

网络边缘:主机、网络应用

运行网络应用程序

客户/服务器应用模型:

-客户发送请求,接受服务器响应,如web应用,文本传输FTP应用

对等(P2P)应用模型:

-无专用服务器

-通信在对等实体之间直接进行

如QQ、Skype、BT、GnutElla

接入网络,物理介质:有线或无线通信链路

如何把网络边缘接入核心网?

按接入网络分类:

-住宅(家庭)接入网络

-机构接入网络(学校,企业等)

-移动接入网络

从用户角度:带宽(bps)、共享/独占

(一)接入网络:数字用户线路(DSL)

DSL多路复用器

-利用已有的电话线连接中心局的DSLAM

? --数据通信通过DSL电话线接入Internet

? --语音(电话)通过DSL电话线接入电话网

-<2.5Mbps上行传输速率(典型速率<1Mbps)

-<24Mbps下行传输速率

-FDM:>50kHz - 1MHz用于下行,4kHz-50kHz用于上行,0kHz-4kHz用于传统电话

(二)接入网络:电缆网络

有限电视网络(不同频道对应的不同的频带

频分多路复用:在不同频带(载波)上传输不同频道

-HFC:混合光纤同轴电缆(hybrid fiber coax)

? --非对称:下行高达30Mbps传输速率,上行为2Mbps传输速率

-各家庭(设备)通过电缆网络->光纤接入ISP路由器

? -个家庭共享家庭至电缆头端的接入网络

? -不同于DSL的独占至中心局的接入

(三)机构(企业)接入网络(Ethernet)

-主要用于公司、高校。企业等组织结构

-典型传输速率:10Mbps,100Mbps,1Gbps,10Gbps

-目前,端系统通常直接连接以太网交换机(switch)

(四)无线接入网络

通过共享的 无线接入网络连接端系统与路由器

? -通过基站

-无线局域网(LANS):同一建筑物内,WIFi

-广域无线接入:

? --通过电信运营商,接入范围在几十公里+

? --带宽:1Mbps、10Mbps、100Mbps

? --3G、4G:LTE

? --移动互联网

网络核心(核心网络):互联的路由器(或分组转发设备)、网络之网络

Internet结构(动态性极强):

-端系统通过接入ISP(access ISPs)连接到Internet

? --家庭、公司和大学ISPs

-接入ISP必须进一步互连

? --这样任意两个主机才可以互相发送给分组

-构成复杂的网络互连的网络

互联的路由器网络

网络核心的关键功能:路由+转发

路由:确定分组从源到目的地传输路径-路由算法

转发:将分组从路由器的输入端口交换至正确的输出端口

数据交换

典型的数据交换 N的平方,两两相连

-动态转接

-动态分配传输资源

数据交换的类型:

电路交换、报文交换、分组交换

电路交换:

可类比电话网络

整个过程如下: 呼叫/电路建立 通信 释放连接 资源独占

电路交换网络的链路共享,多路复用技术

将链路/网络资源(如带宽)划分为“资源片”,将资源片分配给各路“呼叫”,每路呼叫独占分配到的资源片进行通信,资源片可能“闲置

典型多路复用方法(division multiplexing):

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)

FDM:以频率(Hz)来划分,常见的是家用电视机、调频无线电台

各个用户占用不同的带宽资源,并且在分配到一定的 频带后,在通信过程中自始至终都在占用这个频带

TDM:将时间划分为一段段等长的时分复用帧(TDM帧),每个用户在每个TDM帧中占用固定序号的时隙

每个用户所占用的时隙是周期性出现(其周期就是TDM帧的长度)的

时分复用的所有用户是在不同的时间占用相同的频带宽度

WDM:光的频分复用

CDM:广泛应用于无线链路共享(如蜂窝网,卫星通信等)

每个用户分配一个唯一的m bit码片序列(chipping sequence),其中“0”用“-1”表示,“1”用“+1”表示

各个用户使用相同频率载波,利用各自码片序列编码数据

编码信号=(原始数据)*(码片序列)

技术分享图片

发送叠加向量,再解码(运算内积)

报文交换

message switching

报文:源(应用)发送消息整体

分组交换

package switching

分组:报文拆出来的一系列相对较小的数据包

对于报文中拆分出来的小的数据,要加上头部信息, 即分组交换需要报文的拆分与重组,会产生额外开销

共享链路,带宽被哪个主机占用看具体情况(按需共享链路),这种被称为统计多路复用

报文交换与分组交换均采用存储-转发交换方式,区别在于,报文交换以完整报文进行,而分组交换以较小的分组进行。

那么哪一种方式更加好呢?

传输延迟

由时间性问题来对比分组交换与报文交换

技术分享图片

分组交换技术是当今计算机中广泛使用的技术,省时间,省缓存。

技术分享图片

分组交换vs电路交换

有点类似并行与串行

技术分享图片

但不能简单地认为分组交换绝对优于电路交换

分组交换适用于突发数据传输网络

-资源充分共享

-简单、无需呼叫建立

可能产生拥塞:分组延迟和丢失

-需要协议处理可靠的数据传输和拥塞控制

REFERENCE

1、https://www.icourse163.org/course/HIT-154005

2、James F. Kurose, Keith W. Ross. 计算机网络-自顶向下方法(原书第4版). 机械工业出版社. 2009.

计算机网络概述(上)

原文:https://www.cnblogs.com/buzhouke/p/12352973.html

(0)
(0)
   
举报
评论 一句话评论(0
关于我们 - 联系我们 - 留言反馈 - 联系我们:wmxa8@hotmail.com
© 2014 bubuko.com 版权所有
打开技术之扣,分享程序人生!