计算机网路基础
一. 因特网概述
1.1 互联网和因特网
因特网是世界上最大的互联网。
区别internet
与Internet
1.2 因特网发展的三个阶段
从单个网络发展到三级结构的网络再到多层次的ISP结构的因特网
1.3 ISP 因特网服务提供者
因特网上的主机必须要有IP地址才可以进行通信。我国主要的ISP如下:
在因特网发展规模逐渐壮大的过程中,为了实现更快的转发分组,因特网交换点IXP(Internet eXhange Point) 就应运而生了。IXP主要作用就是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
1.4 基于ISP的三层结构的因特网
主干ISP,地区ISP和本地ISP
一般的校园网或企业网,以及住宅用户和无线移动用户都是**第三层ISP的用户 **。由于因特网先今发展规模太大,已经很难给出整个网络的细致描述。
一旦某个用户能够接入因特网,那么他也可以成为一个ISP
,所需要做的就是购买一些如:调制解调器或路由器这样的设备。让其他用户和它相连。
1.5 因特网的标准化工作
1.6 因特网的组成
因特网的组成大致分成两个部分:边缘部分和核心部分
其核心部分主要是路由器,主要是实现分组交换(任务:转发收到的分组,是网络最主要的功能)
二.电路交换、分组交换和报文交换
2.1 电路交换
如果将所有电话机都两两相连时,需要N(N-1)/2 对电信,显然不现实,就出现了电话交换机
,交换方式:电路交换(circuit switching)
用户先归电话用户专用,而电话交换机之间的大量话路的中继线则是许多用户共享的,
- 建立的连接是一条专用的
物理通路
,保证通信时不会被其他用户占用,当使用电路交换来传输计算机数据时,其线路的传输效率往往很低 ,因为计算机是突发式地出现在传输线路上,不需要一直占用通道。因此计算机之间的数据传输通常使用分组交换
2.2 分组交换(Packet Switching)
最重要分组交换机就是路由器,它负责将各种网络互连起来,实现转发分组(即进行分组交换)
在发送数据之前进行一个个更小的等长数据划分,加入首部信息,构成分组:
首部:包含目的地址和源地址信息。
2.3 报文交换
整个报文先传送到相邻节点,全部存储下来后查找转发表,再转发到下一个节点。要求交换机需要大量的缓存空间,报文交换主要用于早期的电报通信网。
2.4 电路交换,报文交换,分组交换的对比
A,B,C,D 经过的四个结点
对于报文交换,可以随时发送报文,而不需要事先建立连接,需要各个结点都需要有较大的缓存空间;对于分组交换,可以随时发送分组,而不需要建立连接。
电路交换,报文交换,分组交换的对比
三. 计算机网络的定义和分类
3.1 计算机定义
3.2 分类
- 广域网WAN(Wide Area Network)作用范围几十到几千公里,也称远程网(long haul network) ,广域网是因特网的核心部分,其任务是为核心路由器提供元距离高速连接,互连不同区域的城域网或局域网
- 专用网(private network) ,这种网络不对外提供服务,例如:政府,军队,银行,铁路,电力,公安等。
- 局域网LAN
- 个人区域网PAN(Personal Area Network) ,也称为无线个人区域网WPAN(Wireless PAN)。
网路按照拓扑结构分类:总线型网络,星型网络,环形网络和网状网络;
- 总线型网络:使用单根传输线把计算机连接起来,优点:建网容易,增减节点方便,节省线路;缺点:重负载时通信效率不高,总线任意一处出现故障,则全网瘫痪
- 星型网络:每个设备与中央设备相连,中央设备现在一般时交换机或路由器;优点:便于集中控制和管理,缺点:成本搞
- 环形网络:将所有计算机的网络接口连接成一个环;典型的令牌环局域网,可以时单和双,环中信号时单象传输。
- 网状网络:一般情况下,每个结点至少由两条路径与其他结点相连,多用在广域网中,其优点时可靠性高,缺点是控制复杂,线路成本高
上述四种网络,还可以互连成更复杂的网络。
四. 计算机网络性能指标
可以从速率,带宽,吞吐量,时延,时延带宽积,往返时间,利用率,丢包率等评价性能
4.1 速率
4.2 带宽
例如:带宽200Mb/s ,这个最高速率,就是出口带宽
4.3 吞吐率
4.4 时延
案例,具体问题具体分析:
4.5 时延带宽积
时延专门指传播时延
4.6 往返时间
卫星链路传播时间较长,所以当使用卫星通信时,往返时间RTT相对较长
4.7 利用率
4.8 丢包率
五. 分层的必要性
关于每层的细节可以观看该章节:计算机网络微课堂第008讲 计算机网络体系结构(2)—分层的必要性
时延相关题目
上述题目演示了如何计算时延。
注意:分组等长,各链路长度相同,带宽也相同等情况下
通过画图的方式解决此类问题。
参考
- 视频地址:计算机网络微课堂 因特网概述
- 中国互联网信息中心
- 《计算机网络》(第六版)