什么是网络

  • 基本术语和概念

  • 网络的基本原理

关键点

  • 什么是 Internet

  • 协议(protocol)

  • 网络边缘

  • 接入网、物理媒体

  • 网络核心:分组交换、线路交换

  • Internet/ISP

  • 性能:丢包、延时、吞吐量

  • 协议层次、服务模型

边缘 egde,核心 core,接入 access

互联网由一堆网络构成,是网络的网络,网络通过网际互联设备路由器连在一起。

互联网是许多工程师完善迭代出来的,不是一个人发明的。

计算机网络是一层叠一层的

物理层在媒体上传输和电磁波或者光信号。

链路层在相邻两点之间传输以帧为单位的数据。

网络层在链路层的基础上实现源主机到目标主机的传输。

传输层在网络层的基础上加强、细分了服务,实现了可靠的、进程到进程的数据传输。

应用层在传输层的基础上,按照应用层的协议传输报文。应用层借助传输层提供的服务,交换应用报文,实现网络应用。

互联网是网络的一种,比较普及。

什么计算机网络

网络,节点+边。

数学上的图。

路由器工作在网络层,交换机工作在链路层。中转结点。

主机。

  • 节点

    • 主机及其上运行的应用程序

    • 路由器、交换机等网络交换设备

  • 边:通信链路

    • 接入网链路:主机连接到互联网的链路

    • 主干链路:路由器间的链路

除了这些硬件上的,还有软的:协议。

各个厂商按照协议生产设备,然后就可以互操作。不同品牌的网卡,由一样的功能。协议也是分层存在的。

什么是 Internet

按照 tcp 协议、ip 协议为主的一簇协议,支撑起来的,工作的网络就是互联网。

目前我们在用的,用的人数最多的这个网络叫 Internet。

当然如果说我自己搞机台计算机,搞个网络,也是 tcpip 为主,不连外面,自己用。能叫 企业网。intronet,不能叫 Internet。

互联网的构成:

  • 互联网的端结点:PC,服务器,手机...

    • 端系统包括硬件设备本身,管理这个硬件的操作系统,操作系统上的网络应用。即互联网的结点。

  • 通信链路

    • 光纤、同轴电缆、无线电

    • 传输速率 带宽bps

  • 分组交换设备

    • 交换机、路由器。

除了传统的联网设备,还有一些 IoT 设备,这类终端数量也不断增加。

计算机网络里“软”的部分:协议。

协议:对等层的实体(操作系统里的软件模块)在通信过程中遵循的规则的集合。

显然协议分层次。

什么时候发送,什么时候接收,发送的格式,各种约定好的东西。规则。按照规则设计的设计可以互相通信。

互联网 Internet,网络的网络。教育网、电信网。是个松散的层次结构。一堆网络连成互联网,任意连接。

互联网的标准:

  • RFC: Request for comments

  • IETF: Internet Engineering Task Force

分布式应用是网络存在的理由。为分布式应用提供通信服务的基础设施。

提供服务的方式是 API,网络 API,socket API。

一种是面向连接的服务,TCP/IP 协议向应用进程提供服务。

无连接的服务是 UCP(传输层协议)。

这些后面说。

何为协议?

SPI协议、IIC协议、UART协议。

语法、语义、时序、动作。

协议定义了在两个或多个通信实体之间交换的报文格式和次序,以及在报文传输和/或接收或其他事件方面所采取的动作。

人和人通信,打招呼,然后问实质性内容,结束说再见。

互联网协议也是这种感觉。IIC协议的起始、应答。

网络边缘

网络结构

  • 网络边缘

    • 主机

    • 应用程序

  • 网络核心

    • 互联的路由器

    • 网络的网络

  • 接入网

    • 有线或者无线通信线路

应用往下都是基础设施。

应用进程之间通信的模式

  • CS模式,客户端、服务器模式,典型主从模式

    • web客户端,web服务器

    • 电子邮件客户端,电子邮件服务器

    • 存在的问题:如果客户端非常多,server farm,链路扩容,但是可扩展性强

  • peer to peer,对等模式,p2p下载

    • 很少(甚至没有)专门的服务器

ftp 是典型的 c/s 模式,gtaol 也是 p2p 模式。

基础设施为网络应用提供的通信服务由两种方式

  • 面向连接,

    • 两应用进程通信之前,握手打招呼,做好各种准备,标志位之类的。

    • 通信的设备知道、底层的协议栈知道,网络不知道,通信的状态在端系统中维护。连接状态端系统知道,叫面向连接。中间所有路径上的结点都知道叫面向连接。

    • TCP提供的服务是可靠的,保序的。可靠:不重复、不出错、不乱序、不丢失。此外还有流量控制和拥塞控制。

  • 无连接服务,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

网络核心

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