计算机网络和因特网

Internet:

主机/端系统(end System / host):

硬件

操作系统

网络应用程序

通信链路:

光纤、网络电缆、无线电、卫星

传输效率:带宽(bps)

分组交换设备:转达分组

包括:路由器和交换机

协议:

作用:控制发送信息、接收信息

定义:在两个或多个通讯实体之间交换的报文格式次序 ,以及在报文传输和接受或其他事件方面所采取的动作

主要协议:TCP协议、UDP协议、IP协议等

因特网的标准:

REC:评价文档

IETF:因特网工程任务组


网络结构:

网络边缘:

接入网:将端系统物理连接到其边缘路由器的网络

物理媒体

作用:运行应用程序(Web,email等)

客户/服务器模式:

  • 客户端向服务器请求、接受服务
  • 如Web浏览器/服务器,Email客户端/服务器等

对等(peer-peer)模式:

  • 很少(甚至没有)专门的服务器
  • 如Gnutella、KaZaA、Emule

目标:在端系统之间传输数据

UDP:用户数据报协议(流媒体、远程会议、DNS、Internet电话)
  • 无连接
  • 不可靠数据传输
  • 无流量控制
  • 无拥塞控制

网络核心:路由器的网状网络

**电路交换(circuit switch):**端到端的资源被分配给源端到目标端的呼叫

定义:图中,每段链路有4条线路:该呼叫采用了上面链路的第2个线路,右边链路的第一个线路(piece)
特点:
独享资源:不同享(每个呼叫一旦简历2起来就能够保证性能)
如果呼叫没有数据发送,被分配的资源就会被浪费
通常被传统电话网络采用
为呼叫预留端-端资源
  1. 链路带宽、交换能力
  2. 专用资源:不共享
  3. 保证性能
  4. 要求建立呼叫连接

缺点:

  • 线路交换不适合计算机之间的通信:因为其建立时间长,计算机之间的通信有突发性,如果使用线路交换,则浪费的片较多,并且可靠性也不高

电路交换网络中的复用:

  • FDM(频分)
  • TDM(时分)

分组交换(packet switch):

实质:存储-转发
分类:(按照有无网络层的连接)
  • 数据报网络
  1. 分组的目标地址决定下一跳
  2. 在不同的阶段,路由可以改变
  3. 类似:问路
数据报的工作原理:
  • 在通信之前,无需建立起一个连接,有数据就传输

  • 每一个分组都独立路由(路径不一样,可能会失序)

  • 路由器根据分组的目标地址进行路由

  • 虚电路网络

  1. 每个分组都带标签(虚电路标记VCID,标签决定下一跳)
  2. 在呼叫建立时决定路径,在整个呼叫中路径保持不变
  3. 路由器维持每个时间的状态信息
  4. X.25 和 ATM
公式:在一个速率为R bps的链路,一个长度为L bps的分组的存储转发延时:L/R s

排队延迟和丢失 :

到达速率 > 链路输出速率:

  • 分组将会排队,等待传输
  • 如果路由器的缓存用完了,分组将会被抛弃

分组交换 VS 电路交换:

  • 总的来说,分组交换允许更多用户使用网络!
  • 电路交换最多支持10个 用户同时使用,而分组交换最多可支持35个 用户同时使用,且活跃用户>=10的概率为0.0004
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