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Computer Networking

计算机网络学习笔记:Internet 的构成、协议分层与网络性能指标

计算机网络和互联网

Internet

具体构成角度:

  • 节点
    • 主机及其上运行的应用程序
    • 路由器、交换机等网络交换设备
  • 边:通信链路
    • 接入网链路:主机连接到互联网的链路
    • 主干链路:路由器间的链路
  • 协议:控制发送、接收消息
    • 如 TCP、IP、HTTP、FTP、PPP

续:

  • 数以亿计的、互联的计算设备
    • 主机 (host)=端系统 (end system)
    • 运行网络应用程序
  • 通信链路
    • 光纤、同轴电缆、无线电、卫星
    • 传输速率=带宽 (bps, Bit Per Second)
  • 分组交换设备:转发分组 (packets)
    • 路由器和交换机
  • Internet: “网络的网络”
    • 松散的层次结构,互连的 ISP
    • 公共 Internet vs 专用 intranet
  • Internet 标准
    • RFC: Request for comments
    • IETF: Internet Engineering Task Force

服务角度:

  • 使用通信设施进行通信的分布式应用
    • Web、VoIP、email、分布式游戏、电子商务、社交网络
  • 通信基础设施为 apps 提供编程接口(通信服务)
    • 将发送和接收数据的 apps 与互联网连接起来
    • 为 app 应用提供服务选择,类似于邮政服务:无连接不可靠服务 (UDP,不需要握手)、面向连接的可靠服务 (TCP,需要握手)。

网络结构角度:

  • 网络边缘 (edge):主机、应用程序(客户端和服务器)
  • 网络核心 (core):互连着的路由器、网络的网络
  • 接入网、物理媒体 (access):有线或者无线通信链路

网络边缘

目标:在端系统之间传输数据

  • 端系统(主机):运行应用程序,如 Web、email,在“网络的边缘”
  • 客户/服务器 (CS) 模式:客户端向服务器请求、接收服务,如 Web 浏览器/服务器、email 客户端/服务器;可扩展性差
  • 对等 (peer-peer) 模式:很少(甚至没有)专门的服务器,如 Gnutella、KaZaA、Emule;每个节点既是客户端又是服务器

采用网络设施的面向连接服务(TCP,传输控制协议)

  • 可靠地、按顺序地传送数据:确认和重传
  • 流量控制:发送方不会淹没接收方
  • 拥塞控制:当网络拥塞时,发送方降低发送速率
  • 应用:HTTP(Web), FTP(文件传送), Telnet(远程登录), SMTP(email)

采用基础设施的无连接服务(UDP,用户数据报协议)

  • 无连接;不可靠数据传输;无流量控制;无拥塞控制
  • 应用:流媒体、远程会议、DNS、Internet 电话

网络核心

  • 网络核心:路由器的网状网络。
  • 基本问题:数据怎样通过网络进行传输?
    • 电路交换:为每个呼叫预留一条专有电路,如电话网
    • 分组交换:将要传送的数据分成一个个单位(分组),将分组从一个路由器传到相邻路由器 (hop),一段段最终从源端传到目标端,每段采用链路的最大传输能力(带宽)

应用层

传输层

网络层:数据平面

网络层:控制平面

数据链路层和局域网

网络安全

无线和移动网络

多媒体网络

网络管理

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