计算机网络之计算机网络概述

计算机网络概述

计算机网路(简称网络)由若干结点和连接这些结点的链路组成。
网络中的结点可以是计算机、集线器、交换机或者路由器等。
通过路由器,网络之间也能相互连接,形成更大的网络。

多层次ISP结构的互联网
ISP互联网服务提供者:ISP可以从互联网管理机构申请IP地址,该IP地址可以通过ISP连接上互联网。(如中国移动)
IXP互联网交换点:允许两个网络直接相连并交换分组(交换数据包、IP数据报),而不需要再通过第三个网络来转发分组。(即实现中国移动、中国联通的网络可以直接连接,不需要通过更高层次的ISP进行转发)

计算机之间的通信指的是,主机A的某个进程和主机B上的另一个进程进行通信。
通信通常可划分成两大类:客户-服务器方式(C/S方式)、对等方式(P2P方式)

  • C/S:客户是服务请求方,服务器是服务提供者。 (如QQ)
  • P2P:节点之间平等的、对等连接通讯。(如zookeeper集群)

路由器是实现分组交换的关键构件,其任务是转发收到的分组。
路由的发展
第一步:
电路交换:必须经过“建立连接(占用通信资源) ——通话(一直占用通信资源)——释放连接(归还通信资源)”的交换方式
电路交换的特点:在通信的全部时间内,通话的两个用户始终占用端到端的通信资源。(这种方式传输效率比较低)

第三步:
报文交换:采用存储转发技术,先把报文存储下来,再进行报文传送。(报文相对比较大,延迟比较高)

第三步
分组交换:采用存储转发技术,把一个报文划分成几个分组(分组,又称为包、数据报)后再进行传送。
路由器收到一个分组,先暂时存储一下,检查其首部,查找转发表,按照首部中的目的地址,找到合适的接口转发出去,把分组交给下一个路由器。
假定在某一个分组的传送过程中,A-C的通信量太大,那么路由器A可以吧分组沿另一个路由传送。(网状拓扑结构,实现路径最优化)

计算机网络体系结构

网络协议:为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定。
网络协议主要由以下三个要素组成:

  • 语法:即数据与控制信息的结构或者格式。
  • 语义 : 即需要发出何种控制信息,完成何种动作以及做出何种响应。
  • 同步:即事件实现顺序的详细说明。

主要的计算机网络体系结构:
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OSI的七层协议:既复杂,又不适用
第一层: 物理层(通过媒介传输比特,确定机械和电气规范,即比特) 网线,集线器 RJ45、CLOCK、IEEE802.3
第二层:数据链路层(将比特组装成帧和点对点的传递) 网卡,交换机 PPP、FR、HDLC、VALM、MAC
第三层:网络层(负责数据包传递和网际连接) 路由器 (三层交换机) IP、ICMP、ARP、RARP、OSPF、IPX、RIP、IGRP
第四层:传输层 (提供端到端的可靠报文传递和错误恢复)TCP、UDP、SPX
第五层:会话层 (建立、管理和终止会话)NFS、SQL、NETBIOS、RPC
第六层:表示层 (对数据进行翻译、加密和压缩)JPEG、MPEG、ASII
第七层:应用层 (允许访问OSI环境)FTP、DNS、Telnet、SMTP、HTTP、WWW、NFS

TCP/IP的四层协议:网络接口层定义含糊

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五层协议:既简洁又能将概念阐述清楚
应用层:通过应用进程间的交互来完成特定网络应用,如DNS协议、Http协议、FTP协议等
运输层:两台主机中进程之间的通信提供通用的数据传输服务,如UDP协议、TCP协议
网络层:负责为分组交换网上的不同主机提供通信服务,如IP协议 (路由器)
数据链路层:负责主机之间的数据传输,如PPP协议
物理层:在物理层以比特作为传输数据的单位 (与硬件最接近)

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路由器的工作范围:物理层->数据链路层->网络层->数据链路层->物理层
协议:是控制两个对等(同层)实体(或多个实体)进行通信的规则的集合。协议保证同一“水平的”数据是共同的。
服务:并非在一个层内完成的全部功能,服务是跨层提供数据的层间接口,所有服务是“垂直的”

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