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理解计算机网络:Internet基本原理TB体育app
栏目:行业动态 发布时间:2023-05-06 20:04:51

  TB体育官网计算机网络由计算机与连接节点组成,这个节点一般为集线器。比如你们宿舍所有的电脑用集线器连在一起,这就是一个网络。

  网络的网络通过路由器进行连接,例如宿舍的所有同学要上网,就要把本地网络通过路由器连到可以上网的网络上。

  因此,计算机网络需要按规模分类;网络的网络,就被我们叫做互联网(Internet)。

  网络把许多计算机连接在一起,而Internet把许多网络通过路由器连接在一起。

  大家不要被ISP(Internet Service Provider,互联网服务提供商)的概念吓住,我们所说的中国电信、中国移动、中国联通三大厂就是ISP。

  --- 这个就是在之后的章节中会提到的,协议栈。即这条信息在发送的过程中会封装大量的协议数据,以便网络的计算机在传递和转发过程中进行理解。

  这样的网络,数据流量一大,有没有什么优化方案?例如在低层ISP之间搭桥?

  IXP(Internet eXchange Point,互联网交换点)就是这样一个方案,相当于在地区ISP之间直接相连进行交换分组,不需要走主干ISP。

  降低延时、降低费用(走高层主干ISP收费一定比直接走底层地区ISP贵)

  图1-4 2016年2月6日,华为宣布位于荷兰的全球最大IXP(互联网交换点)AMS-IX(阿姆斯特丹互联网交换中心)选择华为OSN902100GWDM作为数据中心解决方案,以维持一个经济高效的城域网络,去应对云时代、在线视频时代以及物联网时代数据流量的持续增长

  互联网的边缘是主机,计算机不全是主机,用户使用的才是主机。例如: 办公电脑、网站服务器、数据库服务器...这些都是主机,路由器是计算机,但不是主机。

  我们所说的B/S架构、C/S架构,都是属于C/S这种方式(客户请求,服务器响应):

  P2P方式是指两台主机在通信时不区分发送、服务方,只要都开着P2P软件就可以进行平等连接。

  当双方都建立了独占的物理通道之后,ABCD的任何一个节点都是独占的,这就是所谓打电话占线。

  2)报文交换:以报文为基本单位,报文携带有目标地址、源地址等信息,在交换节点采用存储转发的方式。

  这个就好比现在的快递,通过一个一个的快递点进行存放传输,单位是整个包裹。

  3)分组交换:仍然采用存储转发的方式,将报文分割成若干组,逐个将这些组发送出去。

  广域网传播范围广,一般用于世界的国家、地区之间的网络连接,一般范围为几十到几千公里不等。远距离传输,需要高速链路。

  城域网一般用于城际信息的传输,一般使用的技术为以太网,传输范围为5~50km。

  局域网的作用范围一般就是1km左右,公司、学校一般都有多个局域网(企业网/校园网)。

  一般使用无线技术,因此也常被称为WPAN。我们手机都有共享WIFI,共享热点的功能,这些功能就是使用PAN技术。

  如图100M的带宽,一年将近1120元开销。100M = 100*10^6/8/1024/1024 ≈ 11.92 MB/s的传输速度,网速大约为70%,也就是将近8.344MB/s。但是还有多人共享、带宽流量分配的问题,分到你手上的不多。

  网速其实就是带宽的一个实际体现,如下3.2.1中写出了从带宽计算到最大网速的实例。

  注意:运营商一般都是吹带宽,因此100M带宽,这里的兆是10^6b/s,而不是计算机中的2^20b/s。

  10M的(额定)带宽,也就是10*10^6/1024/1024 ≈ 9.53Mb/s。上行数据最大总带宽(约占100M的10%)约为0.95Mb/s,下行数据最大总带宽(约占100M的70%)约为6.68Mb/s。如果设备数多的话,或者设备带宽占用大的话,你的手机下行一般最大能分到0~1Mb/s,当然也会往上,这与带宽分配算法和实际的吞吐量有关系。

  对于1Gb/s额定速率的以太网,也就是说该以太网的吞吐量绝对上限为1Gb/s,实际的吞吐量可能只有100Mb/s,并不会达到其额定速率。

  分组在经过网络传输时,要经过许多路由器。分组在进入路由器后要先在输入队列中排队等待处理。在路由器确定好转发接口后,还要在输出队列中排队等待转发。这就产生了排队时延。

  排队时延的长短一般取决于当时的通信量,通信量非常大可能会导致溢出,使得分组丢失,这时排队时延就是无穷大。

  例如晚上的时候参与瘟疫公司游戏的连机,一般会连到欧美玩家,这个时候时延非常大。这个时候就需要开加速器。

  这就一般是由网络时延 和 网络带宽的两部分影响因素。时延带宽积就是一个说明这个网络卡不卡的核心指标。

  链路像一条空心管道,管道的截面大小为带宽,长度为传播时延。带宽越大,管道的截面越大,允许通过的数据速度越大;时延越小,管道长度越短,数据到达的时间越短。

  这表示,如果这条链路连续发数据,当第一个比特到达终点时,发送端就已经发送了20万个比特。时延带宽积也叫做以比特位单位的链路长度。

  A向B发送数据,如果数据长度是100MB,发送速率是100Mbit/s,那么发送时间大约为8.39s。

  如果B正确收完100MB的数据,就需要返回确认。假定A需要收到ACK后才能继续向B发数据。假设往返时间RTT=2s,则可以计算其有效数据率大约为80.7Mbit/s。

  因为数据是在持续发送的,发送传输的时间,总结为`分组(发送)时间 + RTT`,数据长度/发送传输总时间就是有效的数据率。

  利用率分为信道利用率和网络利用率。信道利用率描述了当前信道的繁忙情况,就像一条马路,路上没有人,说明规划的不好;路上人太多了,就会造成拥堵。

  带宽就是这条马路是几车道的,时延就是我需要等多久才能过去,而信道利用率则是这条路每秒进出多少人。

  而网络利用率,则是计算这个街区平均进出多少人。也就是网络利用率是全网络的信道利用率的加权平均值。

  D----当前网络时延 ,D0----网络空闲时的时延,U----网络的利用率

  阎锡山为了做山西土皇帝,山高皇帝远,在自己势力范围内建造窄轨铁路,蒋介石国军的火车无法进入山西境内,无法便利调动军队、物资,实现一人独大的军阀割据格局。以互联网的眼光看,如果标准轨道铁路网是一个互联网,那阎锡山的窄轨铁路就是一个自我封闭的局域网,为了打破这种非标准化的私有标准,需要制定一个大家都遵守的国际标准。(参考:关于OSI模型的一些疑问?)

  为了建立标准化、可扩展、易于维护的网络结构体系,采用分层的方式建立了网络协议栈的参考模型。目前世界上主要流行的参考模型为OSI七层协议、TCP/IP四层协议栈以及五层协议栈。(图4-1)

  这个一般是程序员界(应用界)讲的最多的模型,因为它最简单、起名字最直接,能够很快的点明设计的要点。

  五层参考模型结合了OSI七层模型的标准与TCP/IP四层协议栈的简洁的优点,是学术界讲的最多的模型。本系列主题将使用本模型进行介绍。

  物理层的单位是bit。这一层我们的要求不高,物理层主要考虑的是如何在各种计算机的传输媒体上传输比特流。

  图4-3的上半部分描述了计算机物理层的主要工作。物理层中,主要通过调制解调器进行模数转化,计算机主要进行比特流的解读。

  很眼熟吧,没错,调制解调器就是我们经常说的猫,通过猫之后,信号就可以接入电话线)数据链路层

  。也就是网络内的传输,跨网络的传输在网络层讨论。本层的数据单位为帧,上层的IP数据报传入本层封装成帧之后往下传递。

  的问题,也就是网络直接通过路由器、交换机等设备进行连接,简单说就是跨网络的数据传输问题。本层针对的数据格式为IP数据报,本层的协议比较少,IP、ICMP。

  。传输层基于网络层,建立了一些用于数据传输的协议。比较核心的就是TCP、UDP协议。

  ,或者叫做端口地址表,记录了交换机的端口与所连机器设备MAC地址的对应关系表。>

  交换机:连接网络的中间节点,其工作原理在问题2中说明,主要用于解决主机之间网络的建立的问题,因此工作在数据链路层。

  路由器:是一台特殊功能计算机,既然是计算机,所在一定是网络层(IP层)。从图4-7中也可以发现数据到路由器被解包到IP层处理之后排队继续封装传递。

  [2] 华南理工大学计算机网络课程计算机网络_华南理工大学_中国大学MOOC(慕课)