一、网络基本概述

计算机网络 = 通信技术 + 计算机技术
计算机网络定义：计算机网络就是互联的、自治的计算机集合
自治-无主从关系
互联-互联互通

1.2 Internet

Internet组成

全球最大的互联网络
ISP(Internet Service Provider):网络互联的 网络之网络

• 计算设备集合
  • 主机hosts=终端设备
  • 运行各种网络应用
• 通信链路
  • 光纤 铜缆 无线电 卫星
• 分组交换
  • 路由器 交换机

Internet服务角度

• 为网络应用提供通信服务的通信基础设施
  • Web Voip email 游戏
• 为网络应用提供网络编程接口
  • 支持应用程序连接 Internet ，发送接受数据
  • 提供类邮政系统
    

1.3 网络协议

硬件是基础
计算机网络中的数据交换必须遵守事先约定的规则

网络协议network protocol： 简称 协议、进行网络中数据交换而建立的规则、标准或约定

协议规定了通信实体信息的 格式、意义、顺序 以及收发消息的 动作

协议的三要素

• 语法
• 语义
• 时序

Internet协议标准：

• RFC(Request for Comments) 网络协议都是以rfc文档存在
• IETF(internet Engineering Task Force)互联网工程任务组，发布RFC协议文档

二、计算机网络结构

2.1 计算机网络结构

2.1.1 网络边缘

位于网络边缘 运行web email

客户/服务器 CS架构：web FTP

P2P(peer-peer)应用模型

• 没有专用服务器
• 通信在对等实体之间
• Gnutella BT Skype QQ

2.1.2 接入网络 物理介质

2.1.2.1 DSL

多路复用 电话线

2.1.2.2 电缆网络

HFC 混合光纤同轴电缆 hybrid filber coax
每个家庭通过电缆网络–> 光纤接入ISP路由,多家庭共享 不同于DSL独占

2.1.2.3 家庭网络接入

2.1.2.4 企业网络接入

2.1.2.5 无线网络接入

交换机vs路由器

2.1.3 网络核心

互联的路由器网络
功能：路由+转发

数据交换

三、网络核心

3.1 电路交换

1. 不需要每个终端都一一相连
2. 构造一个交换设备，中间设备太庞大
3. 多层交换设备

交换设备的功能

• 动态转接
• 动态分配资源
• 电路交换
• 报文交换
• 分组交换

电路交换的特点

• 典型的电路交换网络：电话线
• 三个阶段
  • 建立连接
  • 通信
  • 释放连接
• 独占资源

刚才说的电路交换是独占的，但是并不是意味着 这里的中间设备就不能被其他设备共享
用到的就是多路复用技术

3.2 多路复用 multiplexing

多路复用，通信技术中的基本概念

多路复用

• 将链路、网络资源(eg:带宽) 划分为资源片
• 将资源片分配给各路 呼叫calls
• 每路呼叫独占分配到的资源进行通信
• 资源片可能闲置idle

3.2.1 典型的多路复用方法

3.2.1.1 频分多路复用 frequency division multiplexing FDM

有线电视网络
将信道从频率上进行分割，各用户占用不同的带宽资源
分配到一定的频带之后，就独占了这个频带

3.2.1.2 时分多路复用 time division multiplexing TDM

将信道从时间上进行分割
将时间 划分 成等长的时分复用帧TDM帧
每个用户占用固定序号的时隙

每个用户所占用的时隙是 周期性出现 的（周期就是TDM的帧长度）

3.2.1.3 波分多路复用 Wavelength WDM

光的频分复用，光通讯中的波长来分割

3.2.1.4 码分多路复用 Code CDM

蜂窝、卫星通信网络

每个用户分配一个唯一的m bit的码片序列chipping sequence

各用户使用相同的频率载波，利用各自码片序列编码数据

3.3 报文交换

报文message：应用 发送 信息的整体
电报通信方式

3.4 分组交换

分组：将报文拆分出来 一系列相对小的数据包
报文的 发送端:拆分 和 接收端:重组
会产生额外的开销

统计多路复用：按需分配带宽

3.4.1 传输延迟

报文vs分组