计算机网络历史与基本概念&分层与参考模型(TCP/IP与OSI)&通信过程

时间:2023-03-09 16:57:47
计算机网络历史与基本概念&分层与参考模型(TCP/IP与OSI)&通信过程

Definition:

计算机网络:使用单一技术相互连接的自主计算机的互联集合。

单台计算机独立自主(不受制于其他计算机),连接介质可以使光纤、铜线也可以是微波、红外、卫星。

互联网络(Internet):计算机网络的相互连接,是网络的网络,即Internet。

万维网(WWW):不是计算机网络。是构建在网上的一个分布式系统。

拓扑:信道(信号通道)的分布方式。 常见拓扑有总线型、星型、环形、树形和网状型。最常见的是总线和星型。

  • 总线拓扑:主机挂接在总线上,相互直接通达。
  • 星型拓扑:主机都挂接在一个中心节点上。此节点早期为集线器,现在为交换机。

协议:一系列规则和约定的规范性描述,控制网络中的设备之间如何进行信息交换。

数字带宽:单位时间内流经的信息总量。单位是比特每秒(bps)。常用M、K、G描述

吞吐量:实际的、可测到的带宽(用户感受到的带宽)。网络设备性能、拓扑用户的数量等是影响因素。

传输时间(T)、信息总量(S)和吞吐量(P)的关系:T = S/P.

点到点:机器之间的直接相连。Point to Point

端到端:由点到点连接构造而成(包含路由器交换机之类的)。 End to End

计算机网络的划分:并非以面积范围划分,而是看技术特征。

  • PAN:Personnel Area NetWorks。个域网。覆盖范围1米。
  • LAN:Local Area NetWorks。局域网。范围大概是1公里
  • MAN:Metropolitan Area NetWorks。城域网,范围是一个城市
  • WAN:Wide Area Networks.广域网。100~1000公里,一个国家或者一个州
  • Internet:互联网,覆盖全球。大概1万公里。

History:

1989年,TIM开发出世界上第一个Web服务器和第一个Web客户机。

即WWW:World Wide Web。创立了W3C。

中国的第一封电子邮件,发往德国:Across the Great Wall we can reach every corner in the world.

RFC文档:Request For Comments。包含了关于Internet的几乎所有重要的文字资料。

What:

  • 计算机网络的基本概率比如封装、调制、编码
  • 计算机网络的基本理论比如如何共用高速信道
  • 计算机网络的基本技术和协议(比如TCP/IP、CIDR)
  • 路由器、交换机的使用
  • 抓包及其报文分析,基本的套接字编程

计算机网络分层&参考模型

分层的好处:

  • 各层工作独立,层之间通过接口练习,降低协议工作的复杂程度
  • 灵活性好,任何一层的改变不影响其它层
  • 每层的实现技术可以不同,减少了实现的复杂度
  • 便于标准化

分层原则:

信宿机第n层受到的对象应与信源机第n层发出的对象完全一致

参考模型:

 OSI参考模型:Open System Inerconnection 开放系统互联。由国际标准化组织ISO在1983年提出

  • Application     7应用层          为各种各样的网络应用提供网络服务。如微信、EMAIL、FTP
  • Presentation  6 表示层          将信息表示为一定格式的数据流。计算机只认01比特流。压缩、解压缩、加密解密等
  • Session    5 会话层          负责通信主机间的会话的建立、管理和拆除。协调通信双方的会话。
  • Transport       4 传输层     参考模型的核心层之一。负责通信主机间端到端的连接。TCP负责可靠传输、差错恢复、拥塞控制等。
  • NetWork        3 网络层           负责将每一个分组从源机一路送达目的机。功能:地址、最优路径(路由、寻径)。
  • Data Link       2 数据链路层    提供介质访问服务。通过物理地址识别通信主机,提供可靠的帧传递。差错控制、流控。
  • Physical        1 物理层       提供透明的比特流传递。可以是光信号等等。

每一层都完成特定的功能,为上一层提供服务,并使用下一层提供的服务。

TCP/IP四层参考模型:

  • Application:          4  应用层
  • Transport:             3 传输层
  • Internet:           2 Internet层
  • NetWork Access:  1 物理层

区别:

  • TCP/IP将表示层和会话层包含到了应用层
  • TCP/IP将数据链路层和物理层合并到物理层
  • TCP/IP更简洁,而OSI更容易排除故障
  • TCP/IP在实践中产生,而OSI是教科书的理想模型(TCP/IP在OSI之前已经流行了起来)

计算机网络历史与基本概念&分层与参考模型(TCP/IP与OSI)&通信过程

通信的过程:

任何一次通信,总是由发送方的封装开始,由接收方的解封装直到拿到信息结束。

协议数据单元PDU:

  • 信息(Information)
  • 数据流(Data  Stream)
  • 数据段(Segment)
  • 分组(Packet)
  • 帧(Frame)
  • 比特流(Bit)

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