计算机网络笔记

第一章 计算机网络和因特网

因特网的组成

因特网中所有的设备被称为主机(host)或者端系统(end system)。端系统通过通信链路(communication link)和分组交换机(packet switch)连接到一起,链路的传输速率以bit/s(bps) 度量。当一台端系统要向亮一台端系统发送数据时,发送端系统将数据分段,并为每段加上首部音节,由此形成的信息包就是分组(packet)。 分组交换机主要包括路由器(router)和 链路层交换机(link-layer switch)。链路层交换机通常用于接入网中,而路由器常用于网络核心中。从发送端系统到接收端系统,一个分组所经历的一系列通信链路和分组交换机称为通过该网络的路径(route)。 端系统通过因特网服务提供商(Internet Service Provider,ISP)接入因特网。每个ISP是一个由多个分组交换机和多段通信链路组成的网络。 TCP(Transmission Control Protocol)和 IP(Internet Protocol)是因特网中最为重要的两个协议。协议的具体内容可以查看RFC(Request For Comment)。 分布式应用程序(distributed application)是指涉及多台相互交换数据的端系统的应用程序,比如电子邮件、社交网络、流式视频等。与因特网相连的端系统提供了一个应用程序编程接口(Application Programming Interface,API),该API规定了运行在一个端系统上的软件请求因特网基础设施向运行在另一个端系统上的特定目的地软件交付数据的方式。

网络边缘

接入网(access network)

接入网是将端系统连接到其边缘路由器(edge router)的物理链路。边缘路由器是端系统到其他任何远程端系统的路径上的第一台路由器。

家庭接入:DSL、电缆、FTTH、拨号和卫星

宽带家庭接入最流行的方式是数字用户线(Digital Subscriber Line,DSL)和电缆。 住户通常从提供本地电话接入的本地电话公司获得DSL因特网接入,因此用户的本地电话公司也是他的ISP。家庭的DSL调制解调中器得到数字数据后将其转化为高频音,以通过电话线传输给本地中心局;来自许多家庭的模拟信号在本地中心局的数字用户线接入复用器(DSLAM)处被转换会数字形式。 电缆因特网接入(cable Internet access)利用了有线电视公司现有的有线电视基础设施。电缆接入的传输速率高于DSL。 光纤到户(Fiber To The Home,FTTH)即从本地中心局直接到家庭提供了一条光纤路径。一般来说,从中心局出来的每根光纤实际上由许多家庭共享,直到相对接近这些家庭的位置,该光纤才分成每户一根光纤,包络两种光纤分布体系结构:主动光纤结构(Active Optical  Network,AON)和被动光纤网络(Passive Optical Network,PON)。

企业接入:以太网和WiFi

以太网(英语:Ethernet)是一种计算机局域网技术。IEEE组织的IEEE 802.3标准制定了以太网的技术标准,它规定了包括物理层的连线、电子信号和介质访问层协议的内容。以太网是目前应用最普遍的局域网技术,取代了其他局域网标准如令牌环FDDIARCNET。 以太网的标准拓扑结构为总线型拓扑,但目前的快速以太网(100BASE-T1000BASE-T标准)为了减少冲突,将能提高的网络速度和使用效率最大化,使用交换机(Switch hub)来进行网络连接和组织。如此一来,以太网的拓扑结构就成了星型;但在逻辑上,以太网仍然使用总线型拓扑和CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection,即载波多重访问/碰撞侦测)的总线技术(来自维基百科)。 Wi-FiWi-Fi联盟制造商的商标做为产品的品牌认证,是一个创建于**IEEE 802.11**标准的无线局域网技术。基于两套系统的密切相关,也常有人把Wi-Fi当做IEEE 802.11标准的同义术语。

广域无线接入:3G 和 LTE

物理媒介

物理媒介分为两类:导引型媒介(guided media)和非导引型媒介(unguided media)。对于导引型媒介,电波沿着固体媒介前行,如光缆、双绞铜线或同轴电缆;对于非导引型媒介,电波在空气或者外层空间中传播,如无线局域网或数字卫星频道中。 1.双绞铜线 10M到10G,高速LAN联网的主要方式。 2.同轴电缆 3.光纤 导引光脉冲,每个脉冲表示一个比特。 4.陆地无线电信道 无线LAN技术使用了局域无线电信道,蜂窝接入技术使用了广域无线电信道。 5.卫星无线电信道 通信中常用同步卫星和近地轨道卫星。

网络核心

分组交换网中的时延、丢包和吞吐量

协议层次及其服务模型

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