因特网
因特网是一个世界范围的计算机网络,即互联了计算设备的网络。
具体的构成
端系统通过通信链路和分组交换机链接到一起。
- 端系统:联网的设备
- 通信链路:由不同的物理媒设备组成,这些设备包括了电缆、铜线、光纤、无线电频谱等
- 链路中的传输速率以 比特/秒(bit/s,或者bps)度量
- 分组: 当端设备发送数据时,发送端系统把数据分段且为每段数据加上首部字节,形成的数据包叫做分组(packet)
可以把分组理解为被打包了的数据,这里不明白为啥翻译成了分组
两种类型的分组交换机:路由器(router) 和 链路层交换机(link-layer switch)
一个分组所经历的一系列通信链路和分组交换机称为通过该网络的路径(mute或path)
这里有一个生活中的场景来理解上面的名词:
分组类似于卡车,通信链路类似于高速公路和公路,分组交换机类似于交叉口,而端系统类似于建筑物。分组从端到端的经过的路和交叉口类似路径
设备之间完成数据的传输需要遵循协议(protocol),这些协议控制因特网中信息的接收和发送。TCP (Transmission Control Protoco l,传输控制协议)和IP(Internet Protocol,网际协议)是因特网中两个最为重要的协议。IP协议定义了在路由器和端系统之间发送和接收的分组格式。因特网的主要协议统称为TCP/IP。
服务描述
运行在一个端系统上的应用程序怎样才能指令因特网向运行在另一个端系统上的软件发送数据呢?
与因特网相连的端系统提供了一个套接字接口( socket interface),该接口规定了运行在一个端系统上的程序请求因特网基础设施向运行在另一个端系统上的特定目的地程序交付数据的方式。
什么是协议?
协议(protocol) 定义了在两个或多个通信实体之间交换的报文的格式和顺序,以及报文发送和/或接收一条报文或其他事件所采取的动作。
网络边沿
网络边沿设备可以理解为端设备和最靠近端设备的链接网络设备(比如:边沿路由器)
接入网的方式
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家庭接入的方式: DSL(Digital Subscriber Line)、电缆、FTTH(Fiber To The Home, 光纤到户)、拨号和卫星
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企业接入:以太网和WiFi
- 广域无线接入:3G和LTE
常见的物理媒介(书中写的是物理媒体)
物理媒体分成两种类型:导引型媒体(guided media)和非导引型媒体(unguided media)
导引型媒体, 电波沿着固体媒体前行,如光缆、双绞铜线或同轴电缆。对于非导引型媒体,电波在空气或外层空间中传播,例如在无线局域网或数字卫星频道中
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双绞铜线:较便宜,一直用于当电话线和在建筑内组成(LAN),数据传输速率取决于线的粗细以及传输方和接收方之间的距离
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同轴电缆(电视线):可以直接和大部分端设备链接,每个端系统都能接收由其他端系统发送的内容
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光纤: 能够导引光脉冲的媒体,每个脉冲表示一个比特,衰减极低,并且很难窃听光纤。也广泛用于因特网的主干。然而,高成本的光设备,如发射器、接收器和交换机,阻碍光纤在短途传输中的应用,
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陆地无线电信道:无线电信道承载电磁频谱中的信号。陆地无线电信道能够大致划分为三类为长(蜂窝网类)中(家庭wifi类)短(蓝牙类)三种。
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卫星无线电信道: 通信中常使用两类卫星:同步卫星(geostationary satellite)和近地轨道(Low EarthOrbiting, LEO)卫星[Wiki Satellite 2016]
网络核心
网络核心有端系统的分组交换机和链接构成的网状网络
分组交换
端系统之间交换报文(message),为了从源端系统向目的端系统发送一个报文,源将长报文划分为较小的数据块,称之为分组(packet)
在源和目的地之间,每个分组都通过通信链路和分组交换机(packet switch )传送。(交换机主要有两类:路由器(router)和链路层交换机(link-layer switch)。)
如果某源端系统或分组交换机经过一条链路发送一个L比特的分组,链路的传输速率为R比特/秒,则传输该分组的时间为L/R秒
存储转发传输
存储转发传输是指在交换机能够开始向输岀链路传输该分组的第一个比特之前,必须接收到整个分组。
排队延时和分组丢失
分组交换机具有输出缓存的,用于存储需要发送的某一条链路的分组。如果当某一个分组到达时,链路仍在传输其他分组,当前到达分组需要排队, 除了存储转发时延以外,分组还要承受输岀缓存的排队时延(queuing delay),当队伍排队候,到达的分组或已经排队的分组之一将被丢弃。
转发表和路由选择协议
每台路由器具有一个转发表 (forwarding table),用于将目的地址(或目的地址的一部分)映射成为输岀链路。
小结
端设备的特点:套接字接口( socket interface)的规定下发送和接受报文,会将报文分组为较小的数据块,称为分组,以它直接链接的是物理媒介。
物理媒介的特点: 有两种类型导引型媒体(guided media)和非导引型媒体(unguided media)。导引型媒体(有线)是具体看见的实物线程,更加其不同的物理特性,有不同的传输效果。非导引型媒体(无线),根据发送无线电波来进行数据的传输
端路由器的特点: 通过转发储存来解决物理媒介传输较慢的问题,确保分组可以完整的到达目的,并利用转发表的特性找到分组需要到达目端的路径。