一、计算机网络基本概念
计算机网络=通信技术+计算机技术
1.计算机网络在信息时代中的作用
(1)重要特征:(21世纪)数字化、网络化、信息化
(2)三网:电信网络、有线电视网络、计算机网络
(3)基本地位:已成为信息社会的命脉和发展知识经济的重要基础
(4)核心:计算机网络
2.互联网概述
(1)计算机网络:(网络)由若干结点(计算机、集线器、交换机或路由器)和连接这些结点的链路组成。 / 是互连的(互联互通)、自治的(无主从关系)计算机集合。
(2)网络把许多计算机连接在一起,而互联网把许多网络通过路由器连接在一起。与网络相连的计算机常称为主机(host)。
(3)什么是Internet?
组成细节角度:
- 全球最大的互联网络:ISP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:光纤、铜缆、无线电、卫星....
- 分组交换:转发分组(数据包)——路由器(routers)和交换机(switches)
服务角度:
- 为网络应用提供通信服务的通信基础设施:email、网络游戏、电子商务、社交网络
- 为网络应用提供应用编程接口(API):支持应用程序“连接”Internet,发送或接受数据。
(4)协议:是计算机网络有序运行的重要保证,规范了网络中所有信息发送和接收过程。
- 网络协议:是为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准(本体)或约定。
协议三要素:
- 语法:数据与控制信息的结构或格式 ;信号电平。(表象的东西)
- 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。
- 时序/同步:时间顺序,速度匹配。
(5)互联网协议标准:
互联网协会 ISOC(Ineternet Society):对互联网进行全面管理
- 互联网体系结构委员会 IAB:负责互联网有关协议开发
-下设两个工程部:
- 互联网工程部 IETF(Internet Engineering Task Force)——> 短期、中期+协议的开发和标准化
- 互联网研究部 IRTF(Internet Research Task Force)——> 长期+互联网的一些协议、应用、体系结构等
所有的互联网标准以RFC的形式在互联网上发表: Request for Comments
- 并非所有的RFC文档都是互联网标准的
制定互联网的正式标准要经过三个阶段:
- 互联网草案——有效期6个月
- 建议标准——开始成为RFC文档
- 互联网标准——分到编号
二、计算机网络结构
ISP:Internet Service Provider 互联网服务提供商
ICP:Internet Content Provider 互联网内容提供商
1.网络边缘:主机、网络应用(2)
(1)主机(端系统):
- 位于“网络边缘”
- 运行网络应用程序----Web、email
(2)客户/服务器应用模型:
- 客户发送请求,服务器接收并响应-----Web应用,文件传输FTP应用
(3)对等应用模型(peer-peer,P2P)
- 无或者不依赖专用服务器
- 通信在对等实体之间直接进行
- eg.QQ 、Skype
2.接入网络,物理介质:有线或无线通信链路
(1)数字用户线路(DSL):以电话线为传输介质的传输技术
(2)电缆网络
- 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(非对称,下行上行传输速率不同)
- 各家庭设备 ——电缆网络——> 光纤接入ISP路由器
Q:如何将网络边缘接入核心网络(边缘路由器)?
A:接入网络
- 住宅或家庭接入网络
- 机构接入网络(学校、企业等)——端系统通常直接连接以太网交换机(switch)
- 移动接入网络
用户关注:带宽(bps)、共享/独占
3.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
互联的路由器(或分组转发设备)
(1)互联的路由器网络
(2)关键功能:路由+转发
-路由(routing):确定分组从源到目的地的传输路径。/ 是指分组从源到目的地时,决定端到端路径的网络范围的进程。
——> 路由算法
两个基本动作:确定最佳路径(复杂)+ 通过网络传输信息 / 数据交换
-转发(forwarding):将分组从路由器的输入端口交换至正确的输出端口
Q:网络核心解决的基本问题——如何实现数据从源主机通过网络核心送达目的主机?
A:数据交换
网络之网络——Internet结构
(1)端系统通过接入ISP连接到Internet
(2)接入ISP必须进一步互连
(3)构成复杂的网络互连的网络
(4)Internet结构目前无人能给出精确描述
互联网交换点 IXP:允许两个网络直接相连并交换分组,而不需要再通过第三个网络来转发分组。
三、网络核心
电路交换
多路复用(通信技术基本概念)
复用、共享信道、分用
WDM的实质是FDM
-----
报文交换&分组交换的优势讨论