计算机网络（1）——基础知识

从具体构成的角度，Internet有节点，边，协议三者共同构成。节点就是主机（端系统）以及上面运行的网络应用程序，也包括路由器、交换机等网络交换设备。边就是通信链路，包括将主机连接到互联网的接入网链路和路由器之间的主干链路。协议就是对等层的不同设备之间相互传输数据的一种规范。协议定义了在两个或多个通信实体之间交换的报文格式和次序，以及在报文传输或接收或其他事件方面所采取的动作。

 

从服务的角度来看，互联网就是使用基础设施进行通信的分布式应用，基础设施就是主机应用层以下的所有的实体和通信网络中的各类实体，分布式应用就说应用层需要信息传输的应用。通信基础设施为通信应用提供通信服务是使用编程接口（API）的形式。

 

网络结构包括网络边缘、网络核心，接入网。网络边缘就说主机和应用程序（客户端、服务器）。网络核心就是说交换节点包括路由器之类的，主要用途就是数据交换。接入网就说把边缘系统接入到网络核心。

 

对等模式Peer to Peer模式  没有专门的服务器进行处理分发，每一个终端设备都可以同时作为服务器和客户端进行发送或者处理请求，可以达到负载均衡的操作。比如说迅雷。

 

面向连接的服务是指在通信的终端节点之间保存连接信息，保持连接的服务是整个网络中，包含路由器、交换机中都得保存连接信息。

 

网络核心就是路由器所构成网状网路，数据在网络核心上进行传输。

 

电路交换就是端到端的资源分配，从源主机到目的主机的呼叫，将独享某一条线路资源，不共享线路。如果呼叫没有数据发送，被分配的资源就会被浪费。一般被电话网所采用。在呼叫前需要建立连接，网络连接链路资源将会被划分成片，用于呼叫的独享资源。如果某个呼叫没有数据，则其资源片处于空闲状态（不共享）。主要的划分方式有时分，频分，波分。

电路交换不适合计算机之间的通信，连接建立的时间长，计算机通信多具有突发性，如果使用线路交换，浪费的时间片比较多，因为呼叫即使没有数据传输也得保持资源占用，不能释放给其他项目。

 

 

分组交换，以分组为单位进行存储转发，资源共享，按需使用。带宽资源不会被切割分片，传输时直接使用全部带宽资源，传输的数据会被切割为一个个小分组进行。分组每次在路由器之间传输（一跳hop）在转发之前，路由器节点必须收到整个分组，之前收到的信息将会在路由器节点进行存储，直到整个分组均被接收，再像下一个路由器节点进行转发，这就是存储-转发。延迟比线路交换要大。

当路由器节点的接受速率大于输出速率时，分组就会出现排队等待的情况，如果节点的缓存用完了，分组就会被丢弃，这就是丢包现象。

 

路由：决定分组采用的源到目标的路径。

转发：将分组从路由器的输入链路转移到输出链路。

统计多路复用，分组交换没有固定的模式。

 

分组交换适合于突发式数据传输，资源共享，不必建立呼叫。过度使用会造成网络拥塞，分组延时或者丢失。对于可靠的数据传输需要有协议约束，拥塞控制。同样的网络资源，分组交换允许更多用户使用网络。

 

数据包网络，分组的目标地址决定下一跳的链路，在转发的过程中路由可以改变，类似于问路的形式，Internet就是采用了这个。在通信之前是不用建立连接，有数据就传输。每个分组都是独立路由，路径不一样，甚至接收方会出现失序的情况。路由器根据分组的目的地址进行路由

虚电路网络：每个分组都带标签（虚电路标识VC ID），标签来决定下一跳。在呼叫建立的时候决定路径，整个呼叫中路径保持不变。虚电路网络是有连接的，不仅是源主机和目的主机需要记录，中间经过的所有路由器节点需要维持每个呼叫的状态信息。

 

 

网络边缘接入到网络核心有以下集中方式

住宅接入：modem，将上网的数据信号调制到音频信号上，在电话线中进行传输，在核心将其中的解调出来。拨号调制解调器是关键设备，56Kbps的速率直接接入路由器，通常会更低。不能同时上网或者打电话，因为二者共用同一条线路。

 

接入网：digital subscriber line （DSL）采用现存的到交换局DSLAM的电话线 §DSL线路上的数据被传到互联网 DSL线路上的语音被传到电话网  独享资源

DSL每个用户一个专用线路到central office

小于2.5 Mbps上行传输速率(通常小于1 Mbps) v

小于24 Mbps下行传输速率(通常小于10 Mbps)

 

 

接入网:线缆网络，有线电视信号线缆双向改造，

FDM：在不同频段传输不同信道的数据，分别传输数字电视和上网数据，并且要区分上行和下行。

HFC：hybrid fiber coax 非对称传输，上行传输2Mbps，下行传输30Mbps。线缆和光纤网络将每个家庭用户接入到ISP路由器，各个用户是共享线缆头端接入网络。