计算机网络overview-1

计算机网络的解释

关于Internet

协议

计算机网络的结构

数据交换

计算机网络的解释

其实就是人们用来通信的东西，以前是电话传输，后来计算机发展起来了，也需要给他设计一种通信方式，然后就出现了APRANET这种东西，关于发展历史有空再写一篇新文章。计算机网络的特点，就在于它里面存在许多计算机技术，而不仅仅只是通信技术。专业一点的解释是：互联和自治的计算机集合。要互联就得有线，这线叫通信链路。自治指没有从主关系，也就是说通信的端都是平等的。

那怎么连接呢，O(N2)的方式肯定不现实，所以就决定用交换网络这种方式。交换机和路由器就相当于“接线员”，把不同的数据分发出去。这里有个问题，交换机连了那么多线，给哪个线发呢，都发的话是否造成效率不高。

关于Internet

全球的网络是怎么连起来的呢，就会想到需要一个高级别的机构，让他们去处理夸国连，夸省连的问题，我们的网络只要接进他们就行了。这东西就叫ISP(Internet Service Provider)。有全球ISP，也有区域ISP。这时候的“线”就不仅仅是网线了，假如Internet的通信链路形式只有这一种，估计地球会变成线球。Internet的通信链路除了光纤，铜线还包括无线电，卫星等。

协议

如果链路是铜线的话，传的就是电信号，这个信号里面一定要包含这几个信息才行吧，例如传给谁，传的信息该如何解析。为了解决这个问题，我们就需要设计协议，也就是约定好的规则，任何网络通信过程都必须遵守某些规则。机器是很蠢的，需要严格按照人类设计的规则来实现交流。对于协议专业的解释：协议规定了通信实体之间交换的消息的格式，意义，顺序以及针对收到消息或发生事件所采取的动作。

协议的三要素：语法（就是格式），语义（就是里面内容代表的意思），时序（事件顺序？）

Internet协议标准。基本上全世界的网络都按这个来。有RFC和IETF两个标准组织。

计算机网络的结构

网络边缘（主机，网络应用），物理介质（无线，有线链路），网络核心（ISP，路由器）

用户怎么接入ISP中？假如是电话线，本地通过DSL（调制解调器）连接电话线，电话线接到中心局的DSLAM（DSL接入多路复用器）中，然后电话和网络都在不同的频率工作。假如是电缆，各家庭通过连接线缆调试解调器(cable modem)接到共享线缆中，然后电缆头端(CMTS)接到ISP中。DSL是独占至中心局的接入，线缆是多用户共享光纤，再一块接到中心局。假如是无线网，通过基站。

数据交换

前面讲了不能用N2的链路模型，要用数据交换的策略。主机之间互联通过交换机的话，要想构建大型网络，就必须实现交换机之间的网络，现实中也确实是这么做的。那数据交换到底怎么交换呢。

动态转接。这种方式简单粗暴，就是在交换机内部实现不同端口的转接。比如从1号孔进来，2号孔出去。

动态分配传输资源。在整个交换网络中穿越，把整个交换网络看成一个交换机？

交换的具体方式。

电路交换。就是建立连接，通信，关闭连接的过程。占用的电路资源不能被第三方享用（这个应该是指的本地的电路资源吧，就像你一个电话不能同时接几个人打过来的电话，不然打个电话代价太大了），中继线就是指的多个会话所占用的共同的物理链路，这个是被共享的。那到底是怎么实现共享的呢？这个技术就叫多路复用。多路复用的原理大概啥样呢，把链路或者网络资源(带宽)划分为资源片，哪一路call了就给哪一路分配，每一路独占自己的资源片，即使没有数据传输。具体的方法有：

频分多路复用。就是把每一路上的电信号，调制成不同范围段的频率，加载到中继线上去，这样就不影响了。那出来的时候要解调才行。

时分多路复用。就是每一路在通信的时候占用整条链路，只不过时间间隙被划分成很小，从帧再到更细的时隙，周期性的在各个用户之间切换，也就是说大家轮着用。

波分多路复用。就是光的频分。

码分多路复用。每个用户有个唯一区分的码片序列，每个用户发到共享链路上去的频率是一样的，而且也没有时分，这就意味着必须得能把不同人发的信息区分开，不然这些电信号势必会叠加。这里用到的是一个数学知识，两个码片之间通过点乘出来的结果可以判断二者是否正交。详细的过程还不理解

报文交换。用户发出一个报文，交换机要把整个报文接受完了，再把它发给目的主机。

分组交换。就是把报文分成较小的数据包，每个小数据包要加个头，这叫做报文的拆分和重组。这时候对公用链路的共享策略叫做统计多路复用。很简单，就是谁发的数据多，给谁分配更多的网络资源，这是一种按需共享的策略。对交换机来说它干的事情叫做存储转发。分组交换比报文交换要快很多，因为交换机不需要多余的等待。分组交换比另外两种要好，好在它能让网络资源充分利用，适用于突发性的数据传输环境，电脑网络就是这种类型的。不过也不是说分组交换就完美了，它的弱点在于分组延迟和丢失（不过其他的方式应该也有吧）。