计算机网络【开山篇】

前言

今天推送了计算机网络的文章,这部分我在最初是没有打算发出来的。

最近在看相关面经时,发现对于计算机网络的考察还是挺多的。于是就看回这些曾经做过的笔记复习了一下。

  • 这些文章是我在学校学习计算机网络课程的时候做的笔记(摘录),参考于谢希仁的计算机网络

此部分文章不会发到各个博客平台,有兴趣的同学可以简单浏览一下(….

一、三网融合

大众熟悉的三大类网络有:

  • 电信网络:提供电话、电报及传真等服务;
  • 有线电视网络:向用户传送各种电视节目;
  • 计算机网络:使用户能在计算机之间传送数据文件

随着技术的发展,网络技术相互融合:

  • 电信网络和有线电视网络都逐渐融入了现代计算机网络技术,扩大了原有的服务范围;
  • 计算机网络也能够向用户提供电话通信、视频通信以及传送视频节目的服务。

电信网络、有线电视网络、计算机网络三类网络互相融合为一个网络就被称之为三网融合

二、互连网与互联网相关概念

网:指在局部范围互连起来的计算机网络。网:指当今世界上最大的计算机网络。 Internet。

三、互联网基本特点

  • 连通性 (connectivity)
    • 好像彼此的计算机相互连通
  • 共享 (Sharing)
    • 资源共享

3.1互联网的两种通信方式

  • 客户服务器方式(C/S 方式)
    • 即 Client/Server 方式,简称为 C/S 方式。
    • 客户-服务器方式所描述的是进程之间服务和被服务的关系
    • 被用户调用后运行,在打算通信时主动向远地服务器发起通信(请求服务
  • 对等方式(P2P 方式)
    • 即 PeertoPeer 方式 ,简称为 P2P 方式。
    • 并不区分哪一个是服务请求方还是服务提供方。

四、电路交换、报文交换、分组交换

4.1电路交换

电路交换由电话连通的方式而来的

N 部电话机两两直接相连,需 N(N – 1)/2 对电线。这种直接连接方法所需要的电线对的数量与电话机数量的平方( N2 )成正比。 】

由于上面提出了如果电话多的话,那么我们就需要很多条电话线,为了避免这种情况。我们就有了交换机

“交换”(switching)的含义就是转接 —— 把一条电话线转接到另一条电话线,使它们连通起来

交换”就是按照某种方式动态地分配传输线路的资源

电路交换是面向连接的:

  • 建立连接:建立一条专用的物理通路,以保证双方通话时所需的通信资源在通信时不会被其他用户占用;
  • 通信:主叫和被叫双方就能互相通电话;
  • 释放连接:释放刚才使用的这条专用的物理通路(释放刚才占用的所有通信资源)。

由于在计算机网络中数据具有突发性。而电路交换是面向连接的。这导致在传送计算机数据时,通信线路的利用率很低

4.2分组交换

分组交换则采用存储转发技术。在发送端,先把较长的报文划分成较短的、固定长度的数据段

在传输数据的时候,给分组的数据加上特定的首部。当接收完数据以后,就把数据重新组合起来。这就是分组交换。

每一个分组的首部都含有地址(诸如目的地址和源地址)等控制信息。 分组交换网中的结点交换机根据收到的分组首部中的地址信息,把分组转发到下一个结点交换机。 每个分组在互联网中独立地选择传输路径。 用这样的存储转发方式,最后分组就能到达最终目的地。

上面的图再解析:

  • 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。

分组交换的优点:

  • 高效:在分组传输的过程中动态分配传输带宽,对通信链路是逐段占用。
  • 灵活:为每一个分组独立地选择最合适的转发路由
  • 迅速:以分组作为传送单位,可以不先建立连接就能向其他主机发送分组
  • 可靠:保证可靠性的网络协议;分布式多路由的分组交换网,使网络有很好的生存性。

分组交换的不足:

  • 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
  • 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

4.3报文交换

报文交换实际上也是存储转发的一种

  • 整个报文会先传到相邻的节点,全部存储下来再查找转发
  • 那么就意味着,我们的时延会非常大

4.4交换方式的对比

  • 若要连续传送大量的数据,且其传送时间远大于连接建立时间,则电路交换的传输速率较快
  • 报文交换和分组交换不需要预先分配传输带宽,在传送突发数据时可提高整个网络的信道利用率。
  • 由于一个分组的长度往往远小于整个报文的长度,因此分组交换比报文交换的时延小,同时也具有更好的灵活性

五、网络的覆盖范围分类

  • 广域网 WAN (Wide Area Network):作用范围通常为几十到几千公里。
  • 城域网 MAN (Metropolitan Area Network):作用距离约为 5 ~ 50 公里。
  • 局域网 LAN (Local Area Network) :局限在较小的范围(如 1 公里左右)。
  • 个人区域网 PAN (Personal Area Network) :范围很小,大约在 10 米左右。

5.1接入网

接入网 AN (Access Network),它又称为本地接入网或居民接入网

接入网是从某个用户端系统到互联网中的第一个路由器(也称为边缘路由器)之间的一种网络

它并不属于互联网的核心部分,也不属于互联网的边缘部分。接入网只是起到让用户能够与互联网连接的“桥梁”作用。很多接入网还是属于局域网

六、时延

时延的几种类型

  • (1) 发送时延
  • (2) 传播时延
  • (3) 处理时延
  • (4) 排队时延

6.1时延带宽积

时延带宽积 = 传播时延 * 带宽

6.2往返时间

在计算机中传输的时候不仅仅是单向的,往返时间表示从发送方发送数据开始,到发送方收到来自接收方的确认,总共经历的时间

6.3时延利用率

七、协议的三要素

  • 语法:数据与控制信息的结构或格式 。
  • 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。
  • 同步:事件实现顺序的详细说明。

八、OSI参考模型

PDU (Protocol Data Unit):协议数据单元,是一个数据单位

OSI 参考模型把对等层次之间传送的数据单位称为该层的协议数据单元 PDU

各层协议实际上就是在各个对等层之间传递数据时的各项规定。

OSI把层与层之间交换的数据的单位称为服务数据单元 SDU (Service Data Unit**)。

8.1协议与服务

协议是“水平的”,即协议是控制对等实体之间通信的规则。 服务是“垂直的”,即服务是由下层向上层通过层间接口提供的。

8.2TCP/IP协议集

最后

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原文发布于微信公众号 - Java3y(java3y)

原文发表时间:2018-08-13

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