計算機網絡學習筆記(一) 計算機網絡基本概念

什麼是計算機網絡？                                                           

計算機網絡=通訊技術+計算機技術

通訊系統模型：

 

 

 

 

 

 

 

定義：

 

計算機網絡就是一種通訊網絡，經過交換網絡互聯主機。

 

計算機網絡就是互連的、 自治的計算機集合。

計算機網絡的基本功能

n   數據通訊

n   資源共享

 

 

  Q：距離遠、數量大、如何保證互連？

  A：經過交換網絡互連主機，組成Internet，是世界上最大的、最具備表明性的計算機網絡，是計算機網路的代名詞。

 

什麼是Internet？                                                                

u  從組成角度：網路由若干節點（node）和連接這些節點的鏈路（link）組成。網絡和網絡還能夠經過路由器互聯起來，這樣就構成了一個覆蓋更大的網絡，即互聯網，所以互聯網是「網絡之網絡（network of network）」。

是一個全球最大的互聯網絡：由ISP（Internet Service Provider）網絡互連的「網絡之網絡」。

n  計算設備集合:

§主機(host)=端系統（ end systems）
§運行各類網絡應用

n  通訊鏈路
§光纖, 銅纜, 無線電,衛星……

n  分組交換: 轉發分組(數據包)
§路由器(routers) 和 交換機(switches)

u  從服務角度：

n  爲網絡應用提供通訊服務的通訊基礎設施: Web, VoIP, email, 網絡遊戲,電子商務, 社交網絡,

n  爲網絡應用提供應用編程接口（ API）：

§支持應用程序「鏈接」Internet，發送/接收數據
§提供相似於郵政系統的數據傳輸服務

Internet 結構及其發展：                                         

 

n  端系統經過接入ISP（access ISPs ）鏈接到接入ISP必須進一步互連,這樣任意兩個主機才能夠互相發送分組.

n  發展的三個階段：

1.      單個網絡ARPANNET向互聯網發展

2.      創建成三級結構的因特網：主幹網---地區網-----校園網（或企業網）。

3.      逐漸造成了多層次的ISP結構:主幹ISP---地區ISP---本地ISP

 

n  當前Internet結構？

n   無人能給出精確描述

 

Q : 數以百萬計的接入ISP是如何互連在一塊兒的呢？

A : 可選方案 :

n  每一個接入ISP直接彼此互連？

n   不適用於大規模網絡 : O(N2)鏈接問題

n  將每一個接入ISP鏈接到一個國家或全球ISP （Global ISP）? 

n  可是從商業角度，一定有競爭者„

 

 

Q：這些IPS之間必須互聯，如何互聯？

A：

n  對等鏈路（peeking link）

n  因特爾交換節點IXP（Internet eXchange Point）

可能出現:

n   區域網絡（regional networks）鏈接接入ISP和 運營商ISP

n   內容提供商網絡(c，ontent provider networks，如： Google, Microsoft等) 可能運行其本身的網絡，並就近爲端用戶提供服務、內容。

 

在網絡中心: 少數互連的大型網絡

n    「一級」(tier-1)商業ISPs (如：網通、電信、Sprint、 AT&T)，提供國家 或國際範圍的覆蓋

n    內容提供商網絡（content provider network， 如：Google)：）私有網絡， 鏈接其數據中心與Internet，一般繞過一級ISP和區域ISPs 

 

Q：僅有硬件（主機、鏈路、路由器……）鏈接， Internet可否順暢運行？能保證應用數據有序交付嗎？ ……

A：網絡協議

什麼是網絡協議                                                                                     

u  定義：

網絡協議(network protocol)，簡稱爲協議，是爲進行網絡中的數據交換而創建的規則、標準或約定

協議規定了通訊實體之間所交換的消息的格式、 意義、 順序以及針對收到信息或發生的事件所採起的「 動做」 （ actions）

 

u  協議三要素：

n  語法：即數據與控制信息的結構或格式。

n  語義：即須要發出何種控制信息，完成何種動做以及作出何種響應

n  同步：即事件實現順序的詳細說明

 

u  協議內容：

n  協議規範了網絡中全部信息發送和接收過程

 e.g., TCP, IP, HTTP, Skype,

802.11

n  學習網絡的重要內容之一

n  網絡創新的表現形式之一

n  Internet協議標準

n   RFC : Request for Comments

n   IETF : 互聯網工程任務組（Internet Engineering TaskForce）

n  協議是計算機網絡的重要內容