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计算机网络-自上而下 1.1-1.3

发表于 Valine：
本文字数： 3k 阅读时长 ≈ 3 分钟

What is Internet & Protocal?

这节课上完需要能回答的问题：
What is Internet?
What is Protocol?
(这个人说，如果你想描述一个东西，就描述这个东西的各个部分。)

  • Internet edge:
    • 就是说那些终端？用网络的东西，手机电脑什么的 设备。也叫 hosts (end systems)
    • 有一个特别好玩的项目，就是烤面包机连上网络天气预报，就是说是什么天气就把面包烤黑出那个天气的符号。
  • Packet Switches:
    • routers 路由器, switches 交换器
    • chunks of data
  • Communication links:
    • fiber, copper, radio, statellite
  • Networks:
    • Connects of devices, routers, links

Internet:

  • The Network of Networks
  • 类比 邮政服务 postal service，是一系列网络应用的基石。

protocols:

  • 协议，就是控制发送接收的信息要以什么形式体现什么的吧。
  • Internet standards
    • RFC: Request for Comments
    • IETF: Internet Engineering Task Force

The network edge

device, hosts:
clients and servers
access networks, physical media
network core

  • Q: How to connect end systems to edge router?
    1. residential access nets (住宅接入网)
    2. institutional access networkds
    3. mobile access networks

Access networks:

cable-based access

  • 有线访问，有线访问你想想就那么一条线，连着好多家，只是分开了而已，为什么能够每家都分得出来呢？
    • 每家和电台一样都有不同的频率，但是频率是有限的，所以你可能和你邻居是一样的频率。也就是：
      • frequency division multiplexing 频率复用 (FDM)
  • 有线网络 Asymmetric 什么意思？
    • 意思是不对称，有线网络访问通常上传速度慢，下载速度快，因为网络运行商默认我们是数据的接收者使用者，而不是发出者。
  • ISP:
    • 互联网提供商 Internet Service Provider.

digital subscriber line (DSL)

  • 简单说就是用电话线带来不和邻居共享的网络。
  • 也是 asymmetric, 但是挺慢的。
  • 就是用之前电话线已经铺设好的线路了，不需要再重新设置线路，这个网络是接到本地电话交换机，通常就是一个街区有那么一个，然后再接电话线进你家。
  • 哦哦，为什么叫做这个名字，因为 subscriber line 就是电话线的意思哈哈哈哈哈哈。

home network

  • 家里有个 DSL/cable modem 调制解调器，用来连进 DSL/cable.
  • 然后接进入 router, 然后分别连接有线设备或者无线设备。

Wireless access networks

wireless local area networks (WLANs)

  • 就是wifi什么的。

wide-area cellular access networks

  • 就是 4G, 5G 什么的。
  • cellular 在这里有移动电话的意思。

enterprise networks

  1. 就是企业用网络，和家用的区别就是会有多个 switches & routers。
  2. 另一种就是 数据中心。
  • bits:
    • propagates (传输) between transmitter/receiver pairs
  • physical link:
    • what lies between transmitter & reciever
  • guided media:
    • signals propagate in solid media: copper, fiber, coax
    • e.g.
      • twisted pair (TP)
      • 两股扭在一起的线
  • unguided media:
    • signals propagate freely, like radio.
      • wifi, wide-area, bluetooth, 都算

Network Core

packet switching
circuit switching
structure of today’s internet

  • network core 简单来说就是相互连接的路由器 routers。
  • packet-switching:
    • 就是把整个数据打乱分成小包，然后把这些包发到不同的 router 上，然后慢慢转移到其他的 router 上，慢慢转到最终目的地。

forwarding

  • sometimes also known as switching and routing.
  • 就是说整个全世界的 routers 里面都有一个 local forwarding table, 然后每个包的 header 里面都有一个 destination address, 每个包经过这个 router 的时候就查看下这个 table，上面就写了你要去哪里就怎么走，往哪转。

routing

  • routing 干的事就更难一些，像导航一样去计算出应该往哪跳，

Transmission of the packet bits

Hosts: sends packets of data

  • 什么意思？就是说，你传输数据的时候是把整个数据拆分成一个个小块，然后通过 protocal 来每个小块加上 header 什么的，便于传输的一致性。
  • L:
    • 每个块的 bits 大小长度
  • R:
    • transmission rate, 每秒钟能传输多少 bits
  • packet transmission delay:
    • $\frac{L}{R}$

store and forward:

  • 就是说，必须要每个小 packet 全部到了才能 forward，在没全传输完之前只能先 store。

packet-switching: queueing

  • 就是说在第一跳的数据很多，但是第二跳 R 很慢，要等，就要排队，就要 queue。image.png
  • ! 噔噔噔 ！
    • 如果实在是太多东西排队积压，一个 router 里的 memory 放满了，那剩下挤不进来的东西就会被丢弃。

circuit-switching

  • 和 packet-switching 是同一 level 的，是 switching 的不同方法。
  • call 的概念替代 packet 的概念。（但实际上，circuit-switching 是比 packet-switching 更早的概念，是用来给电话信号用的。
  • 没有 delay，没有 lost，就是一个 call 就要从头走到尾。
  • 但是：
    • 因为他必须要每次都从头走到尾，而且有固定的线路，如果这一个 call 其实跑不满这个线路的话，其实很浪费，空余的地方其他的也不能用，就只能等，所以 circuit-switching 效率很低。

Frequency Division Multiplexing

FDM

  • 就是同一频率的分一组image.png
  • FDM 适合模拟信号的传播，因为不能断是吧，而且是可以同一时间传播不同的频率的。

Time Division Multiplexing

TDM

  • 就是同一个时间的分同一组image.png
  • TDM 适合数字信号传播，因为数字信号也是一段一段的对吧，可以分割，所以适合数据传输。

Network of Networks

  • image.png
  • 这里的 IXP 是 internet exchange point。image.png