计算机网络

一、计算机网络概述

1.1 什么是Internet

1. 从具体构成角度

   • 节点：
     • 主机（端系统）及其上运行的应用程序（如网络应用程序）
     • 主节点（服务器）、数据交换节点（路由器、交换机）
     • 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
     • 比如：光纤、卫星
     • 传输速率：带宽（bps）（bit per second）
   • 协议
     • 对等层的实体在通信的过程当中应当遵守的规则结构
     • 协议定义了在两个或多个通信实体之间交换的报文格式和次序，以及在报文传输和/或接收其他事件方面所采取的动作
     • 内容：格式、次序和动作
     • 控制发送、接受消息：如TCP,IP,HTTP,FTP,PPP等
   • Internet：网络的网络
     • 松散的层次结构，互联的ISP
     • 实际上是网际网络，就是网络与网络的关系，就是一堆的网络通过一些设备关联在一起实现的一个网络集群。
     • 公共网络Internet vs. 专用Intranet
   • Internet标准
     • RFC：评测书
     • IETF：互联网工程任务组

2. 从服务角度看

   • 如果从服务角度看，互联网由分布式的应用进程以及为这些应用进程提供通信服务的基础设施（从应用往下看都是基础设施，包括个人PC机内的网卡之类的）

   • 使用通信设施进行通信的分布式应用：Web、mail、游戏等等

   • 通信基础设施为apps提供编程接口（通信服务）：无连接不可靠服务UDP、面向连接的可靠服务TCP

1.2 网络边缘

1. 网络结构：

   • 网络边缘：提供服务
     • 主机
     • 应用程序（客户端和服务器）
   • 网络核心：大规模数据交换
     • 互联着的路由器
     • 网络的网络
   • 网络接入
     • 有线或无线的通信链路

2. 网络边缘

   • 端系统（主机）：
     • 运行应用程序
     • 如Web，mail
     • 在网络的边缘

3. 应用和进程的通讯模式

   • C/S模式：客户端服务器模式
     • 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
     • 非常典型的主从模式：主是服务器，从是客户端，因为所有的资源都在服务器上
     • 存在的问题：可扩展性和可靠性问题
   • B/S模式：浏览器服务器模式
     • 适用于Web应用，可以实现跨平台
     • 比如咱们开发的各种网页，网站都是这种的
   • P2P模式：对等（peer-peer）模式
     • 很少，没有专门的服务器
     • 如一些文件共享系统，比如迅雷
     • 可扩展，且速度很快

4. 采用网络设施的面向连接服务（TCP）

   • 目的：在端系统之间传输数据
     • 握手：在数据传输之前做好准备
       • 人类协议中：比如打招呼，建立两个人的连接
       • 两个通信主机之间为连接建立状态
     • TCP—传输控制协议（Transmission Control Protocol）
       • Internet上面向连接的服务（注意面向连接和有连接不是一个东西，面向连接针对的是主机端维护的通讯协议，而有连接是指网络核心维护主机之间的通讯状态）
   • TCP服务
     • 可靠的、按顺序地传送数据
       • 可靠的定义：不重复，不失序，不出错
       • 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

5. 采用基础设施的无连接服务（UDP）

   • 目标：在端系统之间传输数据
   • 无连接服务，发送数据端只负责把数据扔出去，不负责数据传输是否正确，接收方是否拿到数据
   • UDP—用户数据报协议（User Datagram Protocol）
     • 无连接
     • 不可靠数据传输
     • 无流量控制
     • 无拥塞控制

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