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计算机网络自学笔记(Legacy)

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#计算机网络 #XJTLU

湖科大 深入浅出计算机网络 微课课程(已烂尾,请参考<中科大课程的笔记版本>)

本篇笔记根据B站课程 @湖科大教书匠 的课程总结而来,供自学以及分享使用。
<课程链接>

因特网概述

网络、互联网和因特网

• 网络(Network)由若干结点(Node)和连接这些结点的链路(Link)组成。

• 多个网络还可以通过路由器互连起来,这样就构成了一个覆盖范围更大的网络,即互联网。
————因此,互联网也称为“网络的网络(Network of Networks)”。

• 因特网(Internet)是世界上最大的互连网络(用户数以亿计,互连的网络数以百万计)。
————连接在因特网上的计算机称为主机(host)
网络
ivsI

因特网简介

• 因特网发展的三个阶段:
三个阶段

• 因特网服务提供者:ISP(Internet Service Provider)
————我国的ISP就是三大运营商:移动联通电信(广电:?
————给他们缴纳一定费用,他们给主机一个IP地址,从而让主机能够在因特网中通信

• ISP的三层结构:
ISP三层结构

————顺带一提,一旦某个用户能够接入到因特网,那么他也可以成为一个ISP。(购买调制解调器或路由器等设备,让其他用户和他相连。)

• 因特网的标准化工作:
标准化

• 因特网的管理机构:
管理

• 因特网的组成:
组成

电路交换、分组交换和报文交换

电路交换

电路交换分为三个步骤:

  • 建立连接:分配通信资源
  • 通话:一直占用通信资源
  • 释放连接:归还通信资源

例子:旧时的电话通信:
电话通信

  • 计算机之间的数据传送是突发式的,当使用电路交换来传送计算机数据时,其线路的传输效率一般都会很低,线路上真正用来传送数据的时间往往不到10%甚至1%。因此,计算机网络通常采用分组交换

分组交换

  • 通常,我们把表示消息的整块数据称为一个报文
    ————而较长的报文不适宜直接传输(对交换节点的缓存容量有很大的需求,在错误处理方面也会比较低效),所以会划分成若干个较小的等长数据段,同时为其添加首部
    首部

  • 首部的作用:最重要的是包含了分组的目的地址

  • 分组可以途径不同的路径最后到达目的地址。

分组交换

分组交换的优点

  • 没有建立连接和释放连接的过程;
  • 分组传输过程中逐段占用通信链路,有较高的通信线路利用率;
  • 交换节点可以为每一个分组独立选择转发路由,使得网络有很好的生存性。

分组交换的缺点

  • 分组首部带来了额外的传输开销;
  • 交换节点存储转发分组会造成一定的时延;
  • 无法确保通信时端到端通信资源全部可用,在通信量较大时可能造成网络拥塞。

报文交换

  • 报文交换是分组交换的前身。
  • 在报文交换中,报文被整个地发送,而不是拆开成若干个分组进行发送。
  • 交换节点将报文整体接收完成后才能查找转发表,将整个报文转发到下一个节点。
  • 因此,报文交换比分组交换带来的转发时延要长很多,需要交换节点具有的缓存空间也大很多。

三种交换方式的对比

对比

  • 若要传送大量的数据,并且数据传送时间远大于建立连接的时间,则使用电路交换可以有较高的传输效率。然而计算机的数据传送往往是突发式的,采用电路交换时通信线路的利用率会很低

  • 报文交换和分组交换都不需要建立连接(即预先分配通信资源),在传送计算机的突发数据时可以提高通信线路的利用率

  • 将报文构造成若干个更小的分组进行分组交换,比将整个报文进行报文交换的时延要小,并且还可以避免太长的报文长时间占用链路有利于差错控制,同时具有更好的灵活性。

计算机网络的定义

  • 计算机网络早期的简单定义:是互联的自治的计算机集合

互连

  • 现阶段一个较好的定义:计算机网络主要是由一些通用的,可编程的硬件互连而成的,而这些硬件并非专门用来实现某一特定目的(例如,传送数据或视频信号)。

持续更新中…
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  1. 1. 因特网概述
    1. 1.1. 网络、互联网和因特网
    2. 1.2. 因特网简介
  2. 2. 电路交换、分组交换和报文交换
    1. 2.1. 电路交换
    2. 2.2. 分组交换
    3. 2.3. 报文交换
    4. 2.4. 三种交换方式的对比
  3. 3. 计算机网络的定义
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