計算機網絡基礎——因特網和計算機網絡

什麼是因特網

  • 從具體構成來看:

比如傳統PC,基於Linux的工作站等等這些設備被稱爲主機(host)或者端系統(end system)。
端系統通過通信鏈路(communication link)和分組交換機(packet switch)連接到一起。這些連接是通過物理媒介組成的,比如同軸電纜、銅線、光線等等,這些被稱爲鏈路
在鏈路上,端到端的數據發送速率是以bps爲度量的,發送端系統將數據分段,併爲每段加上首部字節,這種形式的信息包稱爲分組(packet),這些分組通過網絡發送到目的端系統,在那裏被裝配成初始數據。

最著名的分組交換機類型是路由器(router)和鏈路交換機(link-layer switch)。一個分組所經歷的一系列通信鏈路和分組交換機稱爲通過該網絡的路徑(path或者route)。

端系統通過因特服務提供商ISP(Internet Service Provider)接入因特網。每個ISP是一個由多個分組交換機和多段通信鏈路組成的網絡。

網絡核心

通過網絡鏈路和交換機移動數據有兩種基本方法:
電路交換(circuit switching)和分組交換(packet switching)。

  • 電話網絡是電路交換網絡的例子。當一個人通過電話網向另一個人發送信息時,該網絡必須在發送發和接收方之間建立一個連接,這是真正意義上的連接。因此此時沿着發送方和接收方之間路徑上的交換機都爲該連接維護連接狀態,並且預留了恆定的連接期間的傳輸速率
  • 因特網是分組交換網絡的例子。分組被送往網絡不必預留任何帶寬。如果因爲其他分組需要同時經過該鏈路發送而造成的鏈路用塞,該分組不得不在發送側的緩存中等待,從而造成時延。這是一種盡力而爲的方式,不做任何確保。

協議分層

在這裏插入圖片描述

  1. 應用層
    應用層是網絡應用程序及其應用層協議存留的地方。應用層包含許多協議,例如HTTP、SMTP、FTP、DNS。我們將這一層的信息分組稱爲報文(message)。
  2. 運輸層
    在因特網中,有兩個運輸層協議,即TCP和UDP,利用其中的任何一個都能傳輸應用層報文。
  3. 網絡層
    網絡層負責將稱爲數據報(datagram)的網絡層分組進行端到端的傳輸。源主機中的因特網運輸層協議(TPC或者UDP)向網絡層遞交運輸層報文段和目的地址。
    網絡層包括著名的IP協議,該協議定義了數據報中的各個字段以及端系統和路由器如何作用於這些字段。網絡層還包含一些選路協議,決定路由的選路。
  4. 鏈路層
    爲了將分組從一個節點(主機或路由器)移動到路徑上的下一個節點,網絡層必須依靠鏈路層的服務。網絡層將數據報傳給鏈路層,鏈路層沿着路徑將數據傳遞給下一個節點。鏈路層分組被稱爲(frame)。
    鏈路層提供的服務取決於其協議類型。比如可靠的點對點協議PPP。
  5. 物理層
    物理層的人物是將該幀中的一個一個比特從一個節點移動到下一個節點。

OSI模型還包含了表示層和會話層。表示層的作用是使通信的應用程序能夠解釋交換數據的含義,它所提供的服務包括數據壓縮、數據加密以及數據描述。會話層提供了數據交換的定界和同步功能,包括建立檢查點和恢復方案的方法。 因特網中沒有OSI參考模型中建立的這兩層。