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计算机网络和因特网

计算机网络和因特网

  • 一、具体构成
  • 二、因特网提供商(ISP)
  • 三、协议
  • 四、边缘网络
    • 接入网
    • 数字用户线(DSL)
    • 因特网接入电缆
    • 光纤到户(FTTH)
    • 以太网和WiFi
  • 五、物理媒体
    • 双绞铜线
    • 同轴电缆
    • 光纤
    • 陆地无线电信道
    • 卫星无线电信道
  • 六、网络核心
    • 分组交换
    • 存储、转发和传输
    • 排队时延和分组丢失
    • 转发和路由选择协议
    • 电路交换
    • 对比分组交换和电路交换
    • 时延的类型
    • 吞吐量
  • 七、协议水平及其服务模型
    • 协议分层
      • 应用层
      • 运输层
      • 网络层
      • 链路层
      • 物理层

一、具体构成

端系统:手机、电脑等。 通信链路:由轴电缆、铜线、光纤等不同类型的物理媒体组成 分组:发送端将数据分段,并为每段添加第一个字节,因此包装的数据称为分组。 端系统通过通信链路与分组交换机连接。 在很多方面,分组类似于卡车,通信链路类似于高速公路,分组交换机类似于交叉口,端系统类似于建筑。

二、因特网提供商(ISP)

每个ISP它本身是一个由多组交换机和多个通信链路组成的网络,为终端系统提供各种类型的网络接入,如电缆调解器、住宅宽带接入、高速局域网和无线局域网。因为特殊网络是为终端系统提供接入ISP也必须互联。

三、协议

协议:定义两个或多个通信实体之间交换的报纸的格式和顺序,以及发送和/或接收报纸或其他事件所采取的行动。 控制因特网信息接收和发送的端系统、分组交换机和其他因特网部件。

四、边缘网络

接入网

接入网络是指将端系统物理连接到其边缘路由器的网络。边缘路由器是端系统到任何其他远程端系统的第一个路由器。

数字用户线(DSL)

居民通常从当地电话公司获得DSL因特网接入。DSL用户的本地电话公司是他的ISP(因特网提供商)。每个用户DSL现有的电话线位于电话公司本地中心局( CO)数字用户线接入复用器(DSLAM)交换数据。家庭的DSL调制解调器获取数字数据后,将其转换为高频音,通过电话线传输到当地中心局。许多家庭的模拟信号DSLAM被转换回数字形式。

因特网接入电缆

有线电视公司现有的有线电视基础设施的有线电视基础设施,住宅从提供有线电视的公司获得电缆因特网接入。 电缆因特网接入需要特殊的调制解调器,这种调制解调器被称为电缆调制解调器,它是一个外部设备,通过一个以太网接口连接到家庭PC。电缆解调器端接系统(CMTS)于与SL网络的DSLAM它具有类似的功能,将来自许多下行家庭的电缆调制解调器发送的模拟信号转换为数字形式。 共享广播媒体是电缆因特网接入的一个重要特征。

光纤到户(FTTH)

光纤到户是指从当地中心局直接到家庭提供光线路径。最简单的光纤分布网络称为直接光纤,从当地中心局到每个家庭设置一个光纤。从中心局出来的每一根光纤实际上都是由许多家庭共享的,直到它相对接近这些家庭。

以太网和WiFi

在企业和大学使用局域网(LAN)尽管有许多不同类型的局域网技术将端系统连接到边缘路由器,但以太网是目前最流行的接入技术。 在无线的LAN在环境中,无线用户从/到接入点发送/接收组,连接到企业网络,企业网络想要连接到有线因特网络。LAN用户通常必须在接入点的几十米范围内。

五、物理媒体

双绞铜线

最便宜、最常用的引导传输媒体一直用于电话网络。为了减少相邻类似双绞线的电气干扰,两根线被绞合在一起。通常,许多双绞线绑在一起形成电缆,并在这些双绞线外覆盖保护层。双绞线是高速的LAN网络主导解决方案。

同轴电缆

同轴电缆由两个铜导体组成,但它们是同心的,而不是平行的。同轴电缆可以达到更高的数据传输速率。同轴电缆在电缆和电视系统中很常见。

光纤

光纤是一种细软的媒体,可以引导光脉冲,不受电磁干扰,光缆信号衰减很低,难以窃听,一般用作长途引导传输媒体,特别是跨海链路LAN或者家庭接入网不使用。

陆地无线电信道

无线电信道承载电磁频谱中的信号。不需要安装物理线路,穿透墙壁,`与移动用户提供连接和长距离承载信号的能力,但很大程度上取决于传输环境和信号传输之间的距离。

卫星无线电信道

  • 同步卫星必须永远停留在地球上方
  • 靠近地球的轨道卫星非常靠近地球

六、网络核心

分组交换

在各种网络应用中,端系统相互交换报纸,可以包含协议设计师需要的任何东西。源将长报分成小数据块,称为分组。在源和目的地之间,每个分组通过通信链路和分组交换机传输,主要有两种类型:路由器和链路层交换机。

存储、转发和传输

大多数分组交换机在链路的输入端使用存储、转发和传输。 存储转发传输是指在交换机能够开始将分组的第一个比特传输到输出链路之前,必须收到整个分组。 路由器的任务相当简单:将分组从一个链路转移到另一个唯一的连接链路。 如果路由器采用存储、转发和传输机制,则不能传输已接收的比特,但必须先缓存该组的比特。当路由器接收了该组的所有比特时,它可以将该组输出到链路中。

排队延迟和分组丢失

每个分组交换机都有多个连接。对于每个连接的链路,分组交换机有一个输出缓存,也称为输出队列,用于存储路由器准备发送到链路的分组。如果到达的分组需要传输一个链路,但发现该链路正忙于传输其他分组,必须在输出缓存中等待。因此,除了存储转发延迟外,分组还承担输出缓存的排队延迟。这些延迟网络拥塞的程度。因为缓存空间是有限的,一个到达的分组可能发现该缓存已经被其他等待传输的分组完全充满了,在此情况中,将出现分组丢失(丢包),到达的分组或已经排队的分组之一将被丢弃。

转发和路由选择协议

每个端系统都有一个名称IP地址。当源主机向目的端系统发送分组时,源包含目的地IP地址。当同一组到达网络中的路由器时,路由器会检查该组的目的地地址的一部分,并将该组转发给相邻的路由器。每于将目的地址映射成输出链路将目的地址映射成输出链路。当一个分组到达路由器时,路由器检查地址并搜索转发表,以找到合适的链路,路由器将该组导出链路。

电路交换

在电路交换网络中,在端系统之间的通信会话中,端系统之间沿路径通信所需的资源所需的资源(缓存、链路传输速率),而这些资源不保留在小组交换中。传统的电话网络就是电路交换的例子。在发送方发送信息之前,网络必须在发送方和接收方之间建立一个连接,称为电路。当网络创建该电路时,它还在连接过程中在网络链路上保留了恒定的传输速率。

对比分组交换和电路交换

  • 分组交换提供了比电路交换更好的带宽共享
  • 分组交换比电路交换更简单、更有效,成本更低
  • 分组交换的性别优于电路交换
  • 电路交换不考虑需求,而是提前分配了传输链路的使用,使得分配但不需要的链路时间没有被利用
  • 分组交换按需分配链路,链路传输能力将在所有需要在链路上传输分组的用户之间分组共享

时延的类型

  • 处理延迟:检查分组的第一部分,并决定在哪里引导分组所需的时间是处理延迟的一部分
  • 排队延迟:在队列中,当分在链路上等待传输时,它经受排队时延。
  • 传输时延:将所有分组的比特推向链路所需要的时间,与分组长度和链路传输速率有关。
  • 传播时延:从该链路的起点到路由器传播所需要的时间,仅与距离有关。
  • 节点总时延:处理时延+排队时延+传输时延+传播时延

吞吐量

  • 瞬时吞吐量:在任何时间瞬间,主机接收到该文件的速率
  • 平均吞吐量:主机接收到所有比特F的时间T,F/T

七、协议层次及其服务模型

协议分层

因特网的协议栈由5个层次组成:物理层、链路层、网络层、运输层和应用层

应用层

应用层是网络应用程序及它们的应用层协议存留的地方。如HTTP、SMTP和FTP。应用层的信息分组称为报文。

运输层

因特网的运输层在应用程序端点之间传送应用层报文。在因特网中,有两种运输协议,即TCP和UDP。TCP向它的应用程序提供了面向连接的服务。这种服务包括了应用层报文向目的地确保传递和流量控制。TCP将长报文分为短报文,并提供拥塞控制机制。UDP协议向它的应用程序提供无连接服务,没有可靠性,没有流量控制,也没有拥塞控制。我们把运输层的分组称为报文段。

网络层

因特网的网络层负责将数据报的网络层分组从一台主机移动到另一台主机。比较有名的是IP协议,网络层也决定路由的路由选择协议,它根据该路由将数据报从源传输到目的地。

链路层

因特网的链路层通过源和目的之间的一系列路由器路由数据报。将分组从一个节点(主机或路由器)移动到路径上的下一个节点。链路层分组称为帧。

物理层

物理层的任务是将该帧中的一个个比特从一个节点移动到下一个节点。

标签: sl连接电缆

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