コンピューターネットワークとインターネット
1.インターネットとは
インターネット: インターネット、送信用に tcp/ip プロトコルでサポートされています
インターネット: インターネット
ネットワークはノードとエッジで構成されます
ノード：
- ホストノード:
- データ インタラクション ノード: さまざまなレベルによって、リピータ、インタラクタ (リンク層)、ルータ (ネットワーク層) に分割されます。
エッジ: 通信リンク
- アクセス ネットワーク リンク: ホストをインターネットに接続するリンク
- バックボーンリンク:ルーター間のリンク
プロトコル: レベルに応じて区別される
- アプリケーション層: アプリケーションごとに、HTTP や FTP などのメッセージ解析プロトコルが異なります。
- トランスポート層：主にTCPプロトコルとUDPプロトコルの2種類に分かれる
- ネットワーク層:主にIPプロトコルに基づく
- リンク層と物流層：複数
インターネットの構造
- 多数のネットワークがネットワーク相互接続デバイスを介して相互接続されている
ネットワーク対話機器：ネットワーク対話マシン（リンク層）、ルータ（ネットワーク層）
合意とは何ですか?
IP インターネット プロトコルは、インターネット ネットワーク層のコア プロトコルです。仮想インターネット ネットワークの出現: 実際のコンピュータ ネットワークは複雑です。物理デバイスは IP プロトコルを使用して物理ネットワーク間の差異を保護します。ネットワーク内のホストが IP プロトコルを使用して接続されている場合、ネットワークの詳細に注意を払う必要はありません。仮想ネットワークを形成します。
IPプロトコルは、複雑な実ネットワークを仮想的に相互接続したネットワークにし、仮想ネットワークにおけるデータグラム伝送路の問題を解決します。
- PDU: プロトコル データ ユニット
サービスの観点から
- インターネット: 分散アプリケーションと、分散アプリケーション プロセスにサービスを提供するインフラストラクチャです。
- 提供されるサービスは主に、コネクション型 (TCP) サービスとコネクションレス型 (UDP) サービスに分けられます。
2. ネットワーク構造
- これはネットワーク エッジ、ネットワーク コア、アクセス ポイントで構成されており、さまざまなホスト デバイスがメッセージを交換して相互接続できます。
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2.1、ネットワークエッジ:
- インターネットに接続されたホスト
- ホスト上のアプリケーション (クライアントとサーバー)
- アプリケーション プロセスとアプリケーション プロセスの間の対話は、主に次のモードが採用されます。
- クライアント/サーバーモード
- ウェブサービスなど
- ピアツーピアモード（P2Pモード）
- Thunder やその他のファイル配布システムなど
- クライアント/サーバーモード
- インフラストラクチャを使用して、アプリケーション プロセスに通信サービスを提供します。
- TCPサービス:
- 信頼性、無秩序、無損失、およびフロー制御と輻輳制御の特性
- 例: HTTP、FTP、SMTP
- UDP サービス:
- コネクションレス、信頼性が低く、フロー制御や輻輳制御がない
- ストリーミング メディア、リモート テレフォニー、DNS など
- TCPサービス:
2.2. ネットワークコア:
- ネットワークのネットワーク (相互接続されたリンク ノード)
- 相互接続されたルーター
-
データはネットワーク上でどのように送信されますか?
-
電気（ワイヤー）相互作用：独占的なリソース
- 共有されません (各通話が確立されるとパフォーマンスが保証されます)
- 通話中にデータが送信されない場合、割り当てられたリソースが無駄になります。
- 従来の電話ネットワークでよく使用されます
- ラインまたは時間単位での保存と転送
- 主にFDMとTDMに分かれます
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-
グループインタラクション: グループ内でのストアフォワード
- すべてのパケットを保存し、次のリンクに転送し、保存して、再度転送します。
- ネットワーク帯域幅リソースはスライスに分割されなくなり、送信中に帯域幅全体が使用されます。
- ホスト間で送信されるデータはパケットに分割されます
- 利点:リソースを共有し、オンデマンドで使用できます。
- 短所: ノードは転送する前にパケット全体を受信する必要がある; 遅延は回線切り替え、キュー時間よりも大きい
-
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ネットワークコアの主な機能
- ルーティング: ルーティング テーブルの計算を通じて、パケットが通過する送信元から宛先までのパスを決定します。
- 転送: パケットをルーターの入力リンクから出力リンクに移動する
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パケット対話ネットワークは 2 つのサービスに分かれています
- データグラムネットワーク:
- データグラムは接続を確立する必要がなく、データが利用可能になるとすぐに送信されます。
- 各パケットは独立してルーティングされます (パスは異なるため、順序が狂っている可能性があります)。
- ルーターはパケットの宛先アドレスに基づいてルーティングします。
- 仮想回線ネットワーク:
- 接続を確立するには、各ノードで仮想回線テーブルを作成する必要があり、各グループは短い仮想回線番号を使用します。
- データグラムネットワーク:
2.3. ネットワークと物理メディアへのアクセス
- 有線または無線通信リンク経由
- エンドシステムをエッジルーターに接続するにはどうすればよいですか?
- 住宅アクセス ネットワーク (モデム): 家庭用ファイバー - ケーブル TV
- ユニットアクセスネットワーク
- 無線アクセスネットワーク：無線LAN、広域無線アクセス
- 物理媒体:
- 導体媒体：同軸光ファイバー、光ファイバー
- 目に見えない媒体: ワイヤレスリンク
3. パケットの遅延、損失、スループット
3.1. パケット遅延
- ノード処理レイテンシ
- ルーティング テーブルのチェックに費やした時間
- キューイング遅延
- トラフィック強度 = パケット長 * パケット到着キューの平均レート/帯域幅に応じてランダム
- 伝送遅延
- 送信されるデータが大きくなるほど、遅延も大きくなります。
- 伝播遅延
- あるノードが別のノードに伝播することによって生じる遅延 (距離が長いほど、遅延は大きくなります)
3.2 紛失した場合
- 失われると3つのことが起こります
- 前のリンクノードからの再送信
- ソースホストスレーブ
- 再送信なし
スループット
スループットのサイズは最小リンクの帯域幅によって異なります。
4. プロトコルレベルとサービスモデル
4.1. プロトコル レベル: プロトコルの実装では、下位層が上位層にサービスを提供する必要があります。
-
プロトコルは下位層インターフェイスを通じて実装されます。
各層はサービスまたはサービスのセットを実装します
**サービス:エンティティ内で、次回は上位層にサービスを提供するか、上位層が下位層にサービスを提供します。最下層のエンティティは上位層エンティティにそれらの間の通信機能を提供します。
サービスユーザー: 特定のアプリケーション
サービスアクセスポイント：ポート（ソケット）
サービスプロバイダー：TCPプロトコルなど
サービスの種類:
コネクション型サービス: TCP
2 つのピアレベルのエンティティは、通信を確立するときに接続を確立する必要はありません
コネクションレス型サービス：UDP
2 つのピアレベルのエンティティは、通信を確立するときに接続を確立する必要はありません
4.2、SDUとPDUの関係
- SDU: サービス データ ユニット (ビジネス データ ユニットとも呼ばれる) は、指定された層のユーザー サービスのデータ セットであり、受信者に送信されるときに、同じプロトコル層、つまりビジネス部分でデータが変化することはありません。それは下位層に送信され、下位層は PDU にカプセル化されて送信されます。サービスデータユニットは、上位層プロトコルから下位層プロトコルへの情報単位です。Ｎ層のサービスデータユニットＳＤＵと上位層のプロトコルデータユニット（ＰＤＵ）との間には１対１の対応関係がある。プロトコルデータユニットのデータに従って、受信側の指定された層に送信されます。
- PDU: プロトコル データ ユニット。コンピュータ ネットワークの各層のピア エンティティ間で交換される単位情報。たとえば、TCP 層の PDU はセグメント、アプリケーション層間で交換される PDU はアプリケーション データです。
PDU(N) = SDU(N-1)
SDU(N) = PDU(N-1)
簡単な理解は次のとおりです。
この層の PDU は下位層の SDU であり、また、上位層の PDU にこの層のヘッダ情報を加えてこの層の PDU を形成します。
この層の SDU は上位層の PDU です。
4.3、インターネットプロトコルスタック（データユニット）
- アプリケーション層: ネットワークアプリケーション
- 人間のユーザーまたは他のアプリケーション プロセスにネットワーク アプリケーション サービス (メッセージ) を提供する
- FTP、SWTP、HTTP、DNS
- プレゼンテーション層 (ISO 参照モデル)
- セッション層 (ISO 参照モデル)
- トランスポート層：ホスト間のデータ伝送（セグメントセグメント）
- 物理層が提供するエンドツーエンド通信をベースに、プロセス間通信に細分化し、信頼性の低い通信を信頼性の高い通信に変える
- TCP、UDP
- ネットワーク層: ソースから宛先までのデータグラムのルーティング (パケット-パケット) (コネクションレス モード: データグラム-データグラム)
- ソース ホストとターゲット ホスト間の通信を完了する、エンドツーエンド通信、信頼性が低い
- IP、ルーティングプロトコル
- リンク層: 隣接するネットワークノード間のデータ伝送 (フレーム間)
- 隣接する 2 点間の通信、ポイントツーポイント通信、信頼性が低いまたは信頼できる
- ポイントツーポイント プロトコル PPP、802.11(WIFI)、イーサネット
- 物理層: 回線上の送信ビット (bit)
