读书笔记丨计算机网络和因特网
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《计算机网络》这本书采用的是自顶向下的学习方法,第一章从整体上粗略了介绍了计算机网络的概貌,分为了因特网、网络边缘、网络核心、分组交换网中的时延和丢包以及吞吐量、协议层次及其服务模型、网络安全、计算机网络历史几个小节。
思维导图
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一、什么是因特网?
从具体构成角度来描述,因特网是一个世界范围的计算机网络,是由全世界数十亿计算设备及其底层设备互联起来的网络。从应用程序提供服务的基础设施角度来讲,其由电子邮件等传统应用和及时通讯、流媒体、多人游戏构成的分布式应用程序构成。
二、网络协议
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。
protocols define :format, order of messages sent and received among network entities, and
actions taken on the transmission/receipt of a message.
三、网络边缘(network edge)
网络边缘主要就是指主机。主机有时候又分为两类:客户、服务,它们客户/服务器应用模型进行通讯。还有一种应用模型为P2P模型。
四、网络核心
网络核心为由互联因特网端系统的分组交换机和链路构成的网状网络(也称为是互联的路由器网络),关键功能为路由+转发。
为了实现数据的传输,其主要由两种方式:
1.电路交换(circuit switching)其每次连接都需要呼叫专用网络,其使用的是预留的资源(链路带宽,交换机容量),这些预留资源是其专有资源(不共享),其实现方法是将网络资源分为多块,分配给相应使用的主机,如该主机没使用时此时的网络资源将是闲置状态,其划分网络资源的方法有:频分复用(FDM)、时分复用(TDM)。
2.分组交换(packet-switching)其使用将需发送数据分块(包 packet)的方式发送,其使用共享资源的方式,每个包按自身需求享用全部的宽带资源,所以其可能存在网络资源竞争的问题,如总资源需求可能超过可用的数量等。
五、分组交换网络中的时延、丢包和吞吐量
当数据包到达链路的速率超过了输出链路的容量时,就会导致时延或者丢包。
最重要的4种时延(delay):
1.节点处理时延(nodal processing delay)
校验错误(check bit errors)
确定输出链接(determine output link)
2.队列时延(queuing delay)
在输出链路等待传输的时间取决于路由器的拥塞程度
3.传输时延(transmission delay)
传输时延= L(packet length (bits))/R(link bandwidth (bps))
4.传播时延(propagation delay)
传播时延 = d(length of physical link)/s(propagation speed in medium (~2x108 m/sec))
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节点总时延(total nodal delay)
丢包(Packet loss)
队列(也称为缓冲区)前面的链路在缓冲区中具有有限的容量,当数据包到达满队列时,数据包被丢弃(也称为丢失),丢失的数据包可以由前一个节点重新传输,也可以由源端系统重新传输,或者根本不重新传输。
吞吐量(throughput)
瞬时吞吐量:从主机A到主机B跨越计算机网络传输大文件时,主机收到文件的速率
平均吞吐量:F/T
六、接入网络和物理媒体
连接网络核心和网络边缘的称之为接入网络。主要有:家庭接入网、机构接入网(学校、公司)以及移动接入网。
七、协议层次及其服务模型
应用层:支持网络应用(supporting network applications)
分组信息:报文(message)
协议:HTTP、SMTP、FTP
运输层:主机与主机信息通信(host-host data transfer)
分组信息:报文段(segment)
协议:TCP、UDP
网络层:从发送源将数据报通过路由传递到目的地(routing of datagrams from source to destination)
分组信息:数据报(datagram)
协议:IP、routing protocols
链路层:相邻网络元素之间的数据传输(data transfer between neighboringnetwork elements)
分组信息:帧(frame)
协议:PPP、Ethernet
物理层:bits “on the wire”
封面:Image by Gerd Altmann from Pixabay
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