1.整体概述
1.1 什么是Internet
从构成角度:
节点:主机=端系统,及其运行的应用程序;路由器、交换机等网络交换设备
边:通信链路(同轴电缆、光纤、无线电、卫星;传输速度=带宽(bps));接入网链路-主机连接到互联网的链路;主干链路-路由器之间的链路
协议:控制发送、接受消息(TCP、UDP、IP、HTTP、FTP);协议定义了两个或多个通信实体之间交换得报文格式和次序,以及在报文传输和/或接受或其他实际事件方面采取的动作
互联网标准标准:RFC、IETF
从服务角度:
使用通信设施进行通信得分布式应用;
通信基础设施为apps提供编程接口(通信服务)
1.2网络边缘
网络结构:
- 网络边缘:主机,应用程序
- 网络核心:互联者的路由器、网络的网络
- 接入网、物理媒体:有线或者无线通信链路
网络边缘:
- 端系统(主机):应用程序
- 客户/服务器、c/s模式:客户端向服务器请求、接受服务;可扩展性差,客户端增加,实行服务器农场,但容易宕机;可靠性差
- 对等(P2P)模式:很少专门的服务器;客户端和服务器不严格区分,此时是服务器,但另一个通信中可能就是客户端了。
采用网络设施得面向连接服务:
目标:在端系统之间传输数据
握手:在数据传输之前做好准备
TCP-传输控制协议;
TCP服务:可靠地、按顺序地传送数据(确认和重传);流量控制(发送方不会淹没接收方);拥塞控制(当网络拥塞时,发送方降低发送速率)
采用基础设施得无连接服务:
目标:在端系统之间传输数据,无连接服务
UDP-用户数据报协议:无连接;不可靠数据传输;无流量控制;无拥塞控制
TCP应用:HTTP(Web),FTP(文件传送),SMTP(email),Telnet(远程登陆)
UDP应用:流媒体,远程会议,DNS,Internet电话
1.3 网络核心
网络核心:路由器得网状网络
数据怎样通过网络进行传输?
1.电路交换
端到端得资源被分配给从源端到目标端得呼叫(信令系统)
独享资源;不共享;保证性能;如果呼叫没有数据发送,被分配得资源就会被浪费;电话网;
网络资源(带宽)被分成片:
- 为呼叫分配片;
- 如果某个呼叫没有数据,则其资源片处于空闲状态
- 将带宽分成片:频分(FDM),时分(TDM),波分(WDM)(光纤)
因此电路交换不适合计算机之间的通信:
- 连接建立时间长
- 如果有突发性,则使用线路交换,浪费的片较多
- 可靠性不高???
2. 分组交换
以分组为单位存储-转发方式:
- 网络带宽资源不再分成一个一个片,
- 传输时使用全部带宽
- 主机之间传输的数据被分为一个个分组
- 存储-转发,分组每次移动一跳:在转发之前,节点必须收到整个分组;延迟比线路交换要大;排队时间
排队和延迟:如果到达速率》链路的输出速率, 分组将会排队,等待传输。如果路由器的缓存用完了,分组将会被抛弃。
网络核心的关键功能
1.路由:决定分组采用的源到目标的路径(路由算法)
2.转发:将分组从路由器的输入链路转移到输出链路
分组交换网络:存储-转发
分组交换:分组的存储转发一段一段从源端传到目的端,按照有无网络层的连接,分成:
1.数据报网络:分组的目标地址决定下一跳,在不同阶段,路由可以改变。
2.虚电路网络:每个分组都带标签,在呼叫建立时决定路径,在整个呼叫电路上保持不变。
1.4 接入网和物理媒体
1.住宅接入:modem
将上网数据调制加载音频信号上,在电话线上传输,在局端将其中的数据解调出来:调频,调幅,调相位,综合调制。
拨号调制解调器:56Kbps的速率直接接入路由器,不能同时上网和打电话。
2.接入网:DSL
采用现有的交换局DSL的电话线:数据传到互联网,语音传到电话网
3.线缆网络
有线电视信号线缆双向改造
FDM:在不通频段传输不同信道的数据,数据电视和上网数据(上下行)
无线接入网络:
各无线端系统共享无线接入网络(端系统到无线路由器)
1.无线LANs:建筑物内部
2。广域无线接入:典型运营商提供
物理媒体:
1.bit: 在传输-接受对间传播
物理链路
导引行媒体,非导引型媒体
双绞线(TP)
1.5 Internet结构和ISP
Q:数百万接入ISPs,如何将他们互联到一起
将每两个ISPs直接相连?----》不可扩展!
将每个接入ISPs都连接到全局ISP—》客户ISPs和提供ISPs有经济合约
但如果全局ISPs是可行的业务,哪会有竞争者有利可图,会产生竞争。但通过ISP之间的合作可以完成业务的扩展,肯定会有互联,对等互联的结算关系。
1.6 分组延时,丢失和吞吐量
分组丢失和延时发生原因?
—在路由器缓冲区的分组队列:分组到达链路的速率超过了链路输出的能力;分组等待排到队头、被传输。
四种分组延时:
1.节点处理延时:检查bit级差错;检查分组首部和决定将分组导向何处
2.排队延时:在输出链路上等待传输的时间;依赖于路由器的拥塞程度
3.传输延时:带宽/分组长度
4.传播延时:链路长度/媒体传播速度
分组丢失: 链路的队列缓冲区容量有限;当分组到达一个满的队列时,该分组将会丢失;丢失的分组可能会被前一个节点或源端系统重传,或根本不重传。
吞吐量: 在源端和目标端之间的传输的速率
1.7 协议层次及服务模型
服务提供者(TCP)通过SAP向不通服务用户(Web应用)提供服务,形式是原语,例如socket套接字,提供的各种函数(创建断开等等函数)就是原语。
总结就是服务类型:面向连接(要不要握手)的TCP;无连接的服务UDP;
服务与协议的区别:
协议控制单元PDU=服务数据单元SDU + 头部
SDU很复杂,如果过大,可以分组,每组都加一个头部;如果太小,可以进行组合,组合后加一个头部;或者一个加一个头部
对于PDU每一层叫法不通:应用层-应用报文;传输层-报文段;网络层-分组,若是无连接,则是数据报;链路层-帧;物理层-位
协议栈:
- 应用层: 网络应用
- 传输层:主机之间的数据传输
- 网络层:为数据报从源到目的选择路由
- 链路层:相邻网络节点间的数据传输
- 物理层:在线路上传送bit
1.8 历史
略。。。