计算机网络和因特网(一)

1.1 因特网

两个角度对因特网描述

具体构成描述(nuts and bolts view)

互联了遍及全世界数十亿计算设备的网络,曾经的设备多是传统的PC、Linux工作真以及所谓的服务器等,如今更多非传统的设备加入(智能手机、平板、电视、游戏机、家用电器、手表等等)

这些设备都称为主机(host)或端系统(end system)

端系统通过通信链路(communication)和分组交换机(packet switch)连接到一块

通信链路有不同的物理媒体组成

  • 电缆cable
  • 铜线copper
  • 光纤fiber
  • 无线电频谱radio

传输速率(transmission):比特/秒,bit/s或bps

分组(packet):当一台端系统要向另一台发送数据时,发送端系统将数据分段,并未每段加上首部字节,形成信息包

分组交换机:路由器(router)、链路层交换机(link-layer switch)

端系统通过因特网服务提供商(Internet Service Provider,ISP)接入因特网

每个ISP本身就是一个由多台分组交换机和多段通信链路组成的网络,各ISP为端系统提供了不同类型的网络接入,ISP同端系统一样得是互联的

端系统、分组交换机和其他因特网部件都要运行一系列的协议,这些协议控制因特网中信息的接收和发送(control sending, receiving of messages),eg:主要协议:TCP(Transmission Control Protocol,传输控制协议)、IP(Internet Protocol,网络协议)

Internet standard:

因特网工程任务组(Internet Engineering Task Force,IETF)研发,标准文档称为请求评论(Request for comments,RFC)

服务描述(service view)

为应用程序提供服务的基础设施:WWW、Email、games、e-commerce、social nets,应用程序设计多个相互交换数据的端系统,称为分布式应用程序(distributed application)

TCP:面向连接可靠服务,Transmission Control Protocol

UDP:无连接不可靠服务,User Datagram Protocol

协议

人类活动类比

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这里,为了完成一项工作,要求两个(或多个)通信实体运行相同的协议

协议: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

1.2 网络边缘

将与因特网相连的计算机和其他设备称为端系统,因为它们位于因特网的边缘;端系统也称为主机,因为它们容纳应用程序(Web浏览器程序、服务器程序、电子邮件客户程序等)

主机可分为客户(client)和服务器(server)

客户通常是桌面PC、移动PC、智能手机等,服务器通常是 更为强大的机器

接入网(Access network)

将端系统物理连接到其边缘路由器(端系统到任何其他远程端系统的路径上的第一台路由器)的网络

家庭接入

数字用户线(Digital Subscriber Line,DSL)

住户通过从提供本地电话接入的本地电话公司处获得DSL因特网接入,每个用户的DSL调制解调器使用现有的电话线与位于电话公司本地中心局(CO)中的数字用户线接入复用器(DSLAM)交换数据

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电缆因特网接入(cable Internet access)

利用有限电视公司现有的有线电线基础设施,住宅从提供有限电视的公司获得电缆因特网接入

在该系统中应用了光纤和同轴电缆,故被称为混合光纤同轴(Hybird Fiber Coax,HFC)系统

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光纤到户(Fiber To The Home,FTTH)

从本地中心局直接到家庭提供了一条光纤路径,光纤传输方法分为有源光纤网络(Active Optical Network,AON)和无源光纤网络(Passive Optical Network,PON)

对于无源光纤网络PON:每个家庭具有一个光纤网络端接器(Optical Network Terminator,ONT),它由专门的光纤连接到邻近的分配器(splitter)。该分配器把一些家庭集结到一根共享的光纤,该光纤再连接到本地电话和公司的中心局中的光纤线路端接器(Optical Line Terminator,OLT)。该OLT提供光信号和电信号之间的转换,经过本地公司路由器与因特网连接。

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企业接入

以太网(Ethernet)和WIFI

家庭也使用,将宽带住宅接入(电缆调制解调器或DSL)与廉价的无线局域网技术结合起来,如图

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广域无线接入

2G、3G、4G、5G(第五代无线技术),范围大,利用基站

物理媒体(physical medium)

  • 导引型媒体(guided media):电波沿固体媒体前行,如光缆、双绞铜线或同轴电缆
  • 非导引型媒体(unguided media):电波在空气或外层空间中传播,如无线局域网、数字卫星频道

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最后修改:2022 年 06 月 13 日
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