【计算机网络笔记】概述1

计算机网络

计算机网络是通信技术与计算机技术紧密结合的产物
通信系统模型
计算机网络就是一种通信网络

计算机网络就是互连的、自治的计算机集合
自治：无主从关系
互连：互连互通 通信链路

通过交换网络互连主机
交换节点：路由器或交换机

Internet

1. 全球最大的互联网络
   ISP网络互连的网络之网络
2. 数以百万计的互连的计算设备集合
   主机Hosts=端系统end system
   运行各种网络应用
3. 通信链路
   光线、铜缆、无线电、卫星
4. 为网络应用提供通信服务的通信基础设施
5. 为网络应用提供应用编程接口（API）
6. 分组交换：转发分组
   路由器和交换机

协议
计算机网络中的数据交换必须遵守事先约定好的规则
任何通信或信息交换过程都需要规则
网络协议(Network Protocol)，简称协议，是为进行网络中数据交换而简历的规则、标准或约定
协议规定了通信实体之间所交换的信息的格式、意义、顺序以及针对收到信息或发生的事件所采取的动作

协议三要素：
（1）语法 Syntax 数据与控制信息的结构或格式
（2）语义 Semantics 需要发出何种控制信息；完成何种动作以及作出何种响应；差错控制
（3）时序Timing 事件顺序、速度匹配

协议规范了网络中所有信息发送和接收过程
协议是学习网络的重要内容，也是网络创新的表现形式之一

Internet的协议：看RFC文档

计算机网络结构

1. 网络边缘
   主机(Host或End System)
   运行网络应用-------(客户/服务器应用模型，client/server;对等应用模型，P2P)
2. 接入网络，物理介质
   将网络边缘接入核心网（边缘路由器）
   有线或无线通信链路（住宅接入网络；机构接入网络；移动接入网络）
   用户关心：带宽bps？共享/独占？
3. 网络核心（核心网路）
   互连的路由器网络
   关键功能：路由+转发

网络核心

如何实现数据通过网络核心从源主机到达目标主机：数据交换
交换设备--->交换网络

1. 交换
   动态转接
   动态分配传输资源

类型
电路交换：建立连接（呼叫/电路建立）；通信；释放连接（拆除电路） 独占资源
报文交换
分组交换：packet switching

多路复用

多路复用技术，简称复用，是通信技术中的基本概念。
链路/网络资源划分为“资源片”
将资源片分配给各路呼叫（calls）
没路呼叫独占分配到的资源片进行通信
资源片可能“闲置”(idle)（无共享）

1. FDM （波分多路复用WDM）
2. TDM
3. CDM 广泛应用于无线链路共享（蜂窝网、卫星通信）
   每个用户分配一个唯一的m bit码片序列，其中“0”用-1表示，“1”用+1表示
   各用户使用相同频率载波，利用各自码片序列编码数据
   编码信号=原始数据X码片序列
   各个用户的码片序列相互正交(orthogonal)
   解码：码片序列与编码信号的内积

分组交换

分组：报文分拆出来的一系列相对较小的数据包
分组交换需要报文的拆分与重组
产生额外开销

统计多路复用Statistical Multiplexing 按需共享链路

分组交换VS报文交换
报文：M bits
链路带宽：R bps
分组长度： L bits
跳步数：h
路由器数：n
T = M/R+(h-1)L/R=M/R+nL/R

分组交换是否绝对优于电路交换？
适用于突发数据传输网络
资源充分共享
简单、无需呼叫建立
可能产生拥塞(congestion)：分组延迟和丢失
需要协议处理可靠数据传输和拥塞控制
Q：如何提供电路级性能保障？