1.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和因特網(wǎng)的概念
1.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通過傳輸介質(zhì)、通信設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，把分散在不同地點(diǎn)的計(jì)算機(jī)設(shè)備互聯(lián)起來，實(shí)現(xiàn)資源共享和數(shù)據(jù)傳輸功能。
1.2什么是因特網(wǎng)
1.2.1具體構(gòu)成描述
因特網(wǎng)是一個(gè)世界范圍的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，即它是一個(gè)互聯(lián)了遍及全世界的數(shù)以億計(jì)的計(jì)算設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)?，F(xiàn)在，還包括安全系統(tǒng)和非傳統(tǒng)因特網(wǎng)端系統(tǒng)，如手機(jī)、iPad、電視等，所有這些設(shè)備稱為主機(jī)或端。
- 端系統(tǒng)通過通信鏈路和分組交換機(jī)連接到一起。
- 當(dāng)一臺(tái)端系統(tǒng)要向另一臺(tái)端系統(tǒng)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，發(fā)送端系統(tǒng)將數(shù)據(jù)分段，并為每段加上首部字母。由此形成的信息包稱為分組。
- 分組交換機(jī)從它的一條入通信鏈路接收到達(dá)的分組，并從它的一條出通信鏈路轉(zhuǎn)發(fā)該分組。目前最著名的類型是路由器和鏈路層交換機(jī)。
- 端系統(tǒng)通過ISP（因特網(wǎng)服務(wù)提供商）接入因特網(wǎng)。
- 因特網(wǎng)的主要協(xié)議統(tǒng)稱為TCP/IP協(xié)議。
1.2.2服務(wù)描述
從應(yīng)用程序提供服務(wù)的基礎(chǔ)設(shè)施的角度來描述因特網(wǎng)。
- 涉及多臺(tái)相互交換數(shù)據(jù)的端系統(tǒng)的應(yīng)用程序稱為分布式應(yīng)用程序。
- 與因特網(wǎng)相連的端系統(tǒng)提供了一個(gè)API，規(guī)定了運(yùn)行在一個(gè)端系統(tǒng)上的軟件請(qǐng)求因特網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施向運(yùn)行在另一個(gè)端系統(tǒng)上的特定目的的軟件交付數(shù)據(jù)的方式。
1.3 網(wǎng)絡(luò)核心
網(wǎng)絡(luò)邊緣包括應(yīng)用程序和端系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)核心則表示由互聯(lián)因特網(wǎng)端系統(tǒng)的分組交換機(jī)和鏈路構(gòu)成的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)。
1.3.1分組交換
在網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中，端系統(tǒng)彼此交換報(bào)文。報(bào)文可以執(zhí)行一種控制功能，也可以包含數(shù)據(jù)。
- 存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)傳輸
在交換機(jī)能夠開始向輸出鏈路傳輸該分組的第一個(gè)比特之前，必須接受到整個(gè)分組。 - 排隊(duì)延時(shí)和分組丟失
對(duì)于每條相連的鏈路，分組交換機(jī)具有一個(gè)輸出緩存，也稱輸出隊(duì)列。
1.3.2電路交換
在端系統(tǒng)通信期間，預(yù)留了端系統(tǒng)間通信沿路徑所需要的資源（緩存、鏈路傳輸速率）。
1.電路交換網(wǎng)絡(luò)中的復(fù)用
頻分復(fù)用：按頻率劃分的不同信道，用戶分到一定的頻帶后，在通信過程中自始至終都占用這個(gè)頻帶，可見頻分復(fù)用的所有用戶在同樣的時(shí)間占用不同的帶寬資源（帶寬指頻率帶）。
時(shí)分復(fù)用：按時(shí)間劃分成不同的信道，每一個(gè)時(shí)分復(fù)用的用戶在每一個(gè)TDM幀中占用固定序列號(hào)的間隙，可見時(shí)分復(fù)用的所有用戶是在不同時(shí)間占用同樣的頻帶寬度。
2.分組交換與電路交換的對(duì)比
- 分組交換不適合實(shí)時(shí)服務(wù)。
- 分組交換提供了更好的帶寬共享。
- 它比電路交換更簡(jiǎn)單、更有效，實(shí)現(xiàn)成本更低。
1.4分層體系結(jié)構(gòu)
- 應(yīng)用層
網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序及它們的應(yīng)用層協(xié)議存留的地方。
相關(guān)協(xié)議：HTTP、SMTP、FTP
位于應(yīng)用層的信息分組稱為報(bào)文。 - 運(yùn)輸層
在運(yùn)用程序端點(diǎn)之間傳輸應(yīng)用層報(bào)文。
相關(guān)協(xié)議：TCP、UDP
運(yùn)輸層分組稱為報(bào)文段。 - 網(wǎng)絡(luò)層
負(fù)責(zé)將稱為數(shù)據(jù)報(bào)的網(wǎng)絡(luò)層分組從一臺(tái)主機(jī)轉(zhuǎn)移到另一臺(tái)主機(jī)。
IP協(xié)議：定義了在數(shù)據(jù)報(bào)中的各個(gè)字段以及端系統(tǒng)和路由器如何作用于這些字段。
網(wǎng)絡(luò)層也決定了路由的路由選擇協(xié)議。 - 鏈路層
在每一個(gè)結(jié)點(diǎn)（主機(jī)或路由器），網(wǎng)絡(luò)層將數(shù)據(jù)報(bào)下傳給鏈路層，鏈路層沿著路徑將數(shù)據(jù)報(bào)傳遞給下一個(gè)結(jié)點(diǎn)。在下一個(gè)結(jié)點(diǎn)，鏈路層將數(shù)據(jù)報(bào)上傳給網(wǎng)絡(luò)層。
鏈路層分組稱為幀。 - 物理層
將幀的一個(gè)一個(gè)比特從一個(gè)結(jié)點(diǎn)移動(dòng)到下一個(gè)結(jié)點(diǎn)。
將這些綜合起來，各層的所有協(xié)議成為協(xié)議棧。以上分層是按因特網(wǎng)的協(xié)議棧劃分的。另外國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）提出計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)組織應(yīng)大約分成7層，稱為開放系統(tǒng)互連（OSI）模型。OSI在應(yīng)用層下附加了表示層和會(huì)話層。表示層的作用是使通信的應(yīng)用程序能夠解釋交換數(shù)據(jù)的含義，這些服務(wù)包括數(shù)據(jù)壓縮和數(shù)據(jù)加密，以及數(shù)據(jù)描述。會(huì)話層提供了數(shù)據(jù)交換定界和同步功能，包括了建立檢查點(diǎn)和恢復(fù)方案的方法。
名詞縮寫：
- ISP：Internet Service Provider（因特網(wǎng)服務(wù)提供商）
- TCP：Transmission Control Protocol（傳輸控制協(xié)議）
- IP：Internet Protocol（網(wǎng)際協(xié)議）
- API：Application Programming Interface（應(yīng)用程序編程接口）
- FDM：Frequency-Division Multiplexing（頻分復(fù)用）
- TDM：Time-Division Multiplexing（時(shí)分復(fù)用）
