计算机网络——自顶向下(一.续)

上次讲到什么是互联网络,我们在解释互联网络的时候用一个机构的两个在不同地方的办公室作为例子。

这次接着上次,从交换开始讲起。

1.1.2 交换

            1)我们知道,互联网是由链路和交换机组成的。实际上,互联网是一个交换式的网络,其中一台交换机至少将两条链路连接在一起。当需要的时候,交换机需要将数据从一条链路转发到另外一条链路。

            2)交换式网路的类型

                    1.电路交换网络:在电路交换网络中,两个端系统之间总是存在一条专用的连接(称为电路),交换机只能使其变成活跃或非活跃状态。

           

       从图中可以看出,每端的4部电话连接到一个交换机,交换机将一端的电话机连接到另一端的电话机。连接两台交换机的粗线是一个高容量的通信线路,它能够同时处理4路语音通信,其容量能够被所有对话之间共享。该例子使用的交换机具有转发功能但是没有存储能力。

        我们将其分为两种情况。第一种:所有的电话机均处于忙状态,这样才能粗线的容量才能被完全使用。第二种情况:只有一部电话处于忙状态的时候,有多余的容量被空出来了,这以为这只仅当占用全部容量时,电路交换网络才具有高效率。

                    2.分组交换网络:在一个计算机网络中,两个端点之间使用被称为分组(packet)的数据块进行通信。也就是说,与正在使用的电话机之间连续通信不同,两台计算机之间交换的适度率的数据分组。由于分组是一个能够被存储和以后发送的独立实体,因此这种机制允许我们实施存储转发的交换功能。

        分组交换网路的路由器具有能够存储和转发分组的队列,我们假设粗线的容量仅仅为连接计算机到路由器数据线容量的两倍。如果只有两台计算机需要相互通信,那么发送的分组不需要等待。但是如果当粗线已经工作在满负荷时,有一个分组到达一个路由器,那么该分组应该被存储并且按照它们到达的次序进行转发,因此会导致延迟。

            


1.2 协议分层

        协议:协议定义了发送者、接收者和所有中间设备为了高效通信需要遵循的规则。当通信简单时,我们可能只是需要一个简单的协议;当通信复杂时,我们可能需要把任务划分到不同层,每层需要一个协议,也就是说需要协议分层。

        (1)协议分层的优越性:

            1.允许我们将服务从实现中分离出来。一层需要能够接收较底层的一系列服务,同时向较高层提供服务,而我们不关心这一层是如何实现的。

            2.通信不只是用于两个端系统,中建系统只需要一些层次而不是所有的层次。如果不使用协议分层,形成的中间系统就不得不像端系统一样复杂,这样就会提高整个系统的造价。

        举个例子来说,假设A和B分别住在不同的地方,假设我们用的是协议分层,而且AB通过写信交流的时候不希望被别人看到内容,于是他们采取加密/解密技术。那么我们可以构建一个三层协议。

        第一层是‘读/写’

        第二层是   加密/解密

        第三层是   运输。

        试想一下,假设这三件事分别由三台机器来完成,当我们的加密/解密技术被破解的时候,我们只需要换掉第二台机器即可。但是如果不分层,这三件事全有一台机器来完成,那么我们就必须把一整台机器给替换掉,显然这样做挺捞的。

        (2)协议分层原则

                1.双向通信时,每一层协议应该要能实现两个相反的任务。比如加密和解密。

                2.两端每一层中的两个对象应该相同。比如在第一层中的对象是信。而第二层的对象是明文信件和密文信件。

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