计算机网络Introduction

时间：2023-01-09 18:36:27

我放弃了….CSDN的markdown有毒 放到github上了
https://github.com/Woolseyyy/Note/blob/master/Computer%20Network/1-introduction.md

Network usage

商业应用

资源共享 resource sharing

  • 在网络中所有人都可以访问程序、设备，尤其是数据。共享物理设备、共享信息
  • 虚拟专用网络(VPN, virtual private network)
    • 将不同地点的单个网络连接成一个可扩展网络
  • Server-Client 模型

通信媒介 communicarion medium

  • e-mail
  • IP telephony (如果用了Internet就是 VoIP, voice over IP)
  • 视频会议
  • Desk sharing
  • 远程医疗
    电子商务 electronic commerce

家庭应用

获取外界信息

  • 获取信息的模式
    • Server-client
    • Peer-to-peer
      • 通常用于共享音乐和视频

人与人的通信

  • e-mail
  • tweeter
  • tele learning
  • Facebook

电子商务

  • 家庭购物
  • 网银
  • 跳蚤市场

娱乐

普适计算 ubiquitous computing

  • 大概就是物联网吧..给所有东西加上传感器并联网
  • RFID(radio frequency Identification)技术

移动用户

蜂窝网络 无线热点(hotspot)
固定无线和移动无线的区别
计算机网络Introduction

电话与Internet结合
移动商务(不如说移动支付 代替信用卡 美国人2000年提出的概念)
传感器网络
可穿戴计算机

Network Hardware

Transmission technology

Broadcast networks

  • Unicasting 单播
  • Broadcasting 广播
  • Multicasting 组播
    Point-to-point networks（Unicasting 单播）
    注意，点对点链路和广播网络的区别不是行为上的区别，而是技术上的区别。点对点链路的信息在某一条路由上进行传播，而广播网络是所有机器都接到信息，然后自身判断要不要做出反应。广播网络也可以只对一个机器下达指令。这与broadcasting multicasting unicasting的不同有区别。这三种是行为层面上的区别。

Scale

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Personal area networks(PAN)

  • Bluetooth

  • RFID
    Local area networks(LAN)

  • (within a single building or campus of up to a few kilometers in size)

  • 有线局域网&无线局域网
    • 局域网大小受限，所以最坏传输时间是有界的
    • 有线局域网速度快、延时低、错误少，所有性能都超过无线局域网·
  • Topology
    • 许多以点到点链路为基础
      • 交换式以太网(switched Ethernet)
        • Switch, Port
        • VLAN(Virtual LAN)
    • 一条线性线缆上广播
      • 经典以太网(classic Ethernet)
  • 静态设计和动态设计 - 如何分配信道
    • Static allocation
      • 将时间分为离散的时间间隔 轮询 每台机器只能在被分配到的时间槽（tiil slot）进行广播
    • Dynamic allocation（按需分配）
      • Centralized
      • Decentralized

  • 家庭网络

    • 前景与应用
    • 所需具有的不同属性
      • 安装容易
      • 使用方便不易出错
      • 价格廉价
      • 从一两个设备扩展
      • 安全可靠
        Metropolitan area network (MAN)

  • Is basically a bigger version of a LAN and normally uses similar technology

  • 如有线电视 WiMAX

Wide area network(WAN)
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  • Transmission lines
  • Switching elements
  • 与局域网的区别
    • 主机和子网由不同人运营
    • 路由器（router）通常连接不同类型的网络技术
    • 子网可以连接单个计算机 也可以连接整个局域网

Internet

  • 不同且不兼容的网络连接起来成为互联网络(internet)
  • 最有代表性的是全球范围的因特网(Internet)(注意要大写)
  • 子网-网络-互联网的区别
    • 子网 广域网语境下， 广域网除了host之外的部分
    • 网络 利用单一技术相互连接在一起的计算机集合
    • 互联网 技术不同、运营者不同的网络连接在一起

Network Software

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  • Protocol hierarchies
    • Protocol
    • Peers
    • Network architecture
      • Interface need not be the same
    • Protocol stack
  • Layer design issues
    • Network reliability
      • 检错、纠错
      • Routing 选择一条合适的线路
    • Network evolution
    • Network resource allocation
      • 统计复用 根据需求动态共享带宽
      • 流量控制
      • 服务质量
    • Network security
      • 保密性机制
      • 完整性机制

  • Service issues

    • Connection-oriented service
      • (Messages are in order)
      • 先建立管道通信 再发送信息
    • Connectionless service
      • 直接发送带有地址的信息
      • (Messages can be out of any order
      • Unreliable datagram (electronic junk mail
      • Acknowledged datagram(registered mail
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  • 服务原语 Service primitives
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    计算机网络Introduction

  • 服务和协议的关系
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Reference models

OSI reference model

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Principle:

  • Different abstraction is needed
  • Each layer should perform a well-defined function
  • 每一层的功能选择要像国际标准化目标看齐
  • Minimize 层与层的划分要使得跨越接口的信息流
  • 层数要足够多，使得不同功能不会混在同一层中 但层数又不能太多 使得体系机构太过庞大

各层

Physical layer:关注在一条通信信道上传输原始比特

  • 确保收到的比特是准确的
  • 什么电子信号来表示1/0 一个比特持续多少纳秒 传输是否可以在两个方向上同时进行 初始链接如何建立 双方结束之后如何撤销链接 网络连接器有多少针以及每一针的用途是什么
  • 主要涉及 机械 电子 时序接口 物理传输介质

Data link layer

  • 主要解决两个问题
    • 使传输没有漏检传输错误
    • 流量调节 防止快速发送方用数据“淹没”慢速接收方

Network layer: concerned with controlling the operation of the subnet

  • How to route packets from source to destination
    • Routes can be based on static tables
    • They can be determined at the start of each connection
    • Highly dynamic
  • How to control congestion(拥堵)
  • 兼容不同协议 使得不同协议的网络可以互相通讯

Transport layer: split data up into smaller units if necessary, pass them to network layer

  • How to make the multiplexing(多路复用) transport to the session layer
  • Determine the type of service
  • Which message belongs to which connection
  • Regulate

Session layer

  • Dialog control, token management, synchronization

Presentation layer: concerned with the syntax and semantics of the information

Application layer

TCP/IP

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Host-to-network layer

  • 不是真正意义上的层 而是主机与传输线路之间的一个接口
    Internet layer

  • 允许主机将数据包注入到任何网络 并且让这些包独立到达目的地
    Transport layer

  • 传输控制协议（TCP， Transport Control Protocol）

    • 将数据分割打包用于传输
    • 流量控制
  • 用户数据报协议（UDP， User Datagram Protocol）

Application layer
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混合模型

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Comparison

Similarities

  • Protocols stack 都以协议栈概念为基础
  • Layer functionality is similar
  • 传输层之上的各层都是面向用户面向应用的

Difference

  • OSI先有模型后有协议 通用性高 模型很漂亮但不实用
  • TCP/IP先有协议后有模型
  • 层数不同 7 - 4
  • 无连接和面向连接领域有所不同

OSI

  • Bad timing
  • Bad technology
    • 有两层是空的
    • 服务定义和标准十分复杂 难以实现并低效
    • 层与层之间功能重复
  • Bad implementation
    • 笨拙 效率慢
  • Bad politics
    • *推行

TCP/IP

  • 没有明确区分服务 接口 协议 的概念
  • 模型不通用
  • 接口和层没有明确区分
  • 没有区分物理层和数据链路层
  • 有部分流行的协议有设计缺陷 很落后
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