- 计算机网络: 由若干节点和连接这些节点的链路组成,网络中的节点可以是计算机、集线器、交换机、或路由器等;
- 网络之间可以通过路由器相互连接,这就构成了一个更大范围的计算机网路,这样的网路称为互连网。
- 因特网(互联网): 全球最大的特定互连网;
注意以下两个意思相差很大的名词 internet
和 Internet
[RFC 1208]:
-
以小写字母 i 开始的
internet
(互连网) 是一个通用名词,它泛指由多个计算机网络互连而成的计算机网络。在这些网络之间的通信协议〈即通信规则) 可以任意选择,不一定非要使用TCP/IP
协议; -
以大写字母 I 开始的
Internet
(互联网或因特网) 则是一个专用名词,它指当前全球最大的、开放的、由众多网络相互连接而成的特定互连网,它采用TCP/IP
协议族作为通信的规则。 -
可见,任意把几个计算机网络互连起来(不管采用什么协议),并能够相互通信,这样构成的是一个互连网(
internet
,而不是互联网(Internet
)。
- 路由器(Router),是连接因特网中各局域网、广域网的设备,它会根据信道的情况自动选择和设定路由,以最佳路径,按前后顺序发送信号。
- 路由器是互联网络的枢纽,"交通警察"。路由和交换机之间的主要区别就是交换机发生在OSI参考模型第二层(数据链路层),而路由发生在第三层,即网络层。
- 路由器(
Router
)又称网关设备(Gateway
)是用于连接多个逻辑上分开的网络,所谓逻辑网络是代表一个单独的网络或者一个子网。当数据从一个子网传输到另一个子网时,可通过路由器的路由功能来完成。因此,路由器具有判断网络地址和选择IP路径的功能。 - 交换机是将不同IP地址的电脑连在一起,共享一根网线;路由器是将同一个IP给不同的电脑使用,就像一条大路分成很多条小路。一句话,路由器是接外网的,交换机是接内网的
基本组成:
- ①边缘部分: 由所有连接在互联网上的主机组成,这部分是用户直接使用的,用来进行通信(传送数据,音频或视频)和资源共享;
- ②核心部分: 由大量网络 和连接这些网络的路由器 组成,这部分是为边缘部分提供服务的(提供连通性和交换);
边缘部分的主机间的通信方式:
(1)客户程序
-
被用户调用后运行,在通信时主动向远地服务器发起通信(请求服务)。因此,客户程序必须知道服务器程序的地址。
-
不需要特殊的硬件和很复杂的操作系统。
(2)服务器程序
- 是一种专门用来提供某种服务的程序,可同时处理多个远地或本地客户的请求。
- 系统启动后即自动调用并一直不断地运行着,被动地等待并接受来自各地的客户的通信请求。因此,服务器程序不需要知道客户程序的地址。
客户与服务器的通信关系建立后,通信可以是双向的,客户和服务器都可发送和接收数据
#### 2.2.2、分组交换
#### 2.2.3、三种交换方式的比较
-
电路交换: 整个报文的比特流连续地从源点直达终点,好像在一个管道中传送。
-
报文交换: 整个报文先传送到相邻结点,全部存储下来后查找转发表,转发到下一个结点。
-
分组交换 : 单个分组(这只是整个报文的一部分) 传送到相邻结点,存储下来后查找转发表,转发到下一个结点。
选择:
- 报文交换和分组交换都采用存储转发。
- 传送数据量大,且传送时间远大于呼叫时选择电路交换。电路交换传输时延最小。
- 从信道利用率看,报文交换和分组交换优于电路交换,其中分组交换时延更小。
- 网络技术中的速率是指每秒钟传输的比特数量,称为数据率或比特率,速率的单位是
bit/s
,或b/s
(比特每秒); - 速率较高时,就可以使用kb/s,Mb/s,Gb/s,Tb/s,人们现在所说的10M网速,其实是10Mb/s;
- 360等可以显示网速的软件,测试你电脑的那个网速,这里单位是B/秒,大写的B是字节(byte),8bit = 1byte,也就是说如果测速为3.82MB/s,则下载速率为3.82 * 8Mb/s。
- 带宽用来表示网络通信线路传输数据的能力(数字信道所能传送的最高数据率),即最高速率;
- 比如说家里使用ADSL拨号,有4M带宽、8M带宽,这里说的带宽就是你访问Internet的最高带宽,你家里的带宽由电信运营商控制;
- 吞吐量表示在单位时间内通过某个网络或接口的数据量,包括全部上传和下载的流量;
- 吞吐量受网络带宽或网络额定速率的限制,计算机的网卡如果连接交换机,网卡就可以工作在全双工模式,即能够同时接收和发送数据;
- 时延(delay)是指数据(一个数据包或bit)从网络的一段传送到另一端所需要的时间,是一个很重要的性能指标;
- 时延包括: 发送时延、传播时延、处理时延、排队时延;(数据在网络中经历的的总时延就是这四种时延的累加和);
传播时延是电磁波在信道中传播一定的距离要花费的时间;
表示从发送端发送数据开始,到发送端接收到来自接收端的确认(发送端收到确认立即发送确认),总共经历的时间;
分层的方法可以是7层、5层、4层。
七层中各层的作用一览:
具体:
- 应用层:提供用户接口,特制能够发起网络通信的应用程序,比如客户端程序,QQ,浏览器等,服务器程序有Web服务器,邮件服务器,流媒体服务器等。
- 表示层:使用何种编码方式。比如要传输的数据使用ASCI编码,Unicode编码还是二进制文件,是否要加密和压缩。发送端和接收端程序必须使用相同的编码方式,才能正确显示,否则就产生乱码。
- 会话层: 通信的应用程序之间建立、维护和释放面向用户的连接。通信的应用程序之间立会话,需要传输层建立1个或多个连接。
- 传输层: 负责在通信的两个计算机之间建立连接,实现可靠的或不可靠的数据通信, 能够发现发送端和接收端的丢包重传,访量控制。
- 网路层: 路由器查看数据包目标IP地址,根据路由表为数据包选择路径。路由表中的条目可以人工添加静态路由) 也可以动态生成(动态路由) 。
- 数据链路层: 不同的网络类型,发送数据的机制不同,数据链路层就是将数据包封装成能够在不同网络传输的帧。能够进行差错检查,但不纠错,检测出错误去掉该帧。
- 物理层: 该层规定了网络设备接口标准、电压标准。尽可能的通过频分复用、时分复用技术在通信和链路上更快的传输数据。
七层模型各层作用:
*** ## 5、通信过程、数据传输、网络设备
注意: MAC地址由48位二进制数组成,在Windows操作系统命令提示符下, 输入"ipconfig / all"能够看到计算机网卡的MAC地址,物理地址.... : C8-60-00-2E-6E-EB,这里显示的是十六进制表示的MAC地址,使用MA和MB代替MAC地址是为了简化说明。
相关解释
为什么计算机通信需要物理地址和IP地址?,物理地址决定了数据帧下一跳给谁,而 IP地址决定了数据包最终给谁。如果全球的计算机都使用集线器或交换机连接,就可以只使用 MAC 地址进行通信了。
通过本图也可以看出:
- 目标MAC地址决定了数据帧下一跳由哪个设备接收;
- 目标IP地址决定了数据包最终到达那个计算机;
- 不同的网络数据链路层使用不同的协议,帧格式也不相同,路由器在不同网络转发数据包,需要将数据包重新封装;
通信过程上面四层是端到端的,下面三层是点到点的。
下面看几张类似的图,来理解这个过程:
网络的传输过程(从客户端和服务器的角度来看)
现实中各个网络设备的样子:
## 6、小结
-
计算机网络〈可简称为网络) 把许多计算机连接在一起,而互连网则把许多网络连接在一起,是网络的网络。
-
以小写字母
i
开始的internet
〈互连网) 是通用名词,它泛指由多个计算机网络互连而成的网络。在这些网络之间的通信协议〈即通信规则) 可以是任意的。 -
以大写字母
I
开始的 Internet (互联网) 是专用名词,它指当前全球最大的、开放的、由众多网络相互连接而成的特定互连网,并采用 TCP/P 协议族作为通信规则,且其前身是美国的 ARPANET。Internet 的推荐译名是“因特网” 但很少被使用。 -
互联网现在采用存储转发的分组交换技术,以及三层 ISP 结构。
-
互联网按工作方式可划分为边缘部分与核心部分。主机在网络的边缘部分,其作用是进行信息处理。路由器在网络的核心部分,其作用是按存储转发方式进行分组交换。
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计算机通信是计算机中的进程〈即运行着的程序) 之间的通信。计算机网络采用的通信方式是客户-服务器方式和对等连接方式 (P2P 方式)。
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客户和服务器都是指通信中所涉及的应用进程。客户是服务请求方,服务器是服务 提供方。
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按作用范围的不同,计算机网络分为广域网 WAN、城域网 MAN、局域网 LAN 和个人区域网 PAN。
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计算机网络最常用的性能指标是: 速率、带宽、吞吐量、时延〈发送时延、传播时延、处理时延、排队时延)、时延带宽积、往返时间和信道(或网络)利用率。
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网络协议即协议,是为进行网络中的数据交换而建立的规则。计算机网络的各层及其协议的集合,称为网络的体系结构。
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五层协议的体系结构由应用层、运输层、网络层〈或网际层)、数据链路层和物理层组成。运输层最重要的协议是
TCP
和UDP
协议,而网络层最重要的协议是IP
协议。