标签：学习 1.1 多路复用 1.3 网络计算机网络 1.2

1. 计算机网络概述

1. 计算机网络概述

1.1 计算机网络基本概念

1.1.1 什么是计算机网络？

1.1.1.1 计算机网络=通信技术+计算机技术

通信系统的模型

计算机网络就是一种通信系统

1.1.1.2 计算机网络的定义

计算机网络就是互连的、自治的

自治：无主从关系

互连：互联互通

1.1.1.3 交换机

通过交换网络互连主机

1.1.1.4 网络 Internet

组成细节角度

是全球最大的互联网络，ISP（Inter Service Provider）网络互连的“网络之网络”

数以百万计的互连的计算设备集合：主机（hosts）=端系统（end systems）

通信联络：光纤、铜缆、无线电、卫星。。。

服务角度

为网络应用提供通信服务的通信基础设施

为网络应用提供应用编程接口（API）

1.1.1.5 问题

仅有硬件连接，Internet不能顺畅运行，不能保证应用数据有序交付

还需要协议

1.1.2 什么是网络协议？

协议是计算机网络有序运行的重要保证

硬件（主机、路由器、通信链路）是计算机网络的基础

计算机网络中的数据交换必须遵守事先约定好的规则

协议规范了网络中所有信息发送和接受过程

1.1.2.1网络协议的定义

网络协议，简称为协议，是为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定

协议规定了通信实体之间所交换的信息的格式、意义、顺序以及针对收到信息或发生的事件所采取的“动作”

1.1.2.2 协议三要素

语法：数据与控制信息的结构或格式、信号电平

语义：需要发出何种控制信息、完成何种动作以及做出何种相应、差错控制

时序：事件顺序、速度匹配

1.2 计算机网络结构概述

1.2.1 计算机网络结构

网路边缘：主机网络应用

接入网络，物理介质：有线或无线通信链路

网络核心（核心网络）：互连的路由器（或分组转发设备）、网络之网络

1.2.1.1 网络边缘

主机（端系统）：位于网络边缘、运行网络应用程序

客户/服务器（C/S）应用模型：客户端发送请求，接受服务器相应，如：web应用，文件传输FTP应用

对等(peer-peer ,p2p)应用模型:无（或不仅仅依赖）专用服务器、通信在对等实体之间直接进行，如：QQ

1.2.1.2 接入网络

如何将网络边缘接入核心网（边缘路由器）？

通过接入网络：家庭接入网络等等

用户关心是：带宽（bps）、接入方式：共享还是独占？

接入网络：数字用户线路（DSL）频分多路复用技术

特点：利用已有的电话线连接中心局的DSLAM

数据通信通过DSL电话线接入Internet

语音通过DSL电话线接入电话网

ADSL：非对称的，上行和下行的速率不一致

接入网络：电缆网络频分多路复用技术

频分多路复用技术：在不同频带（载波）上传输不同频道（有线电视网络）

HFC：混合光纤同轴电缆

非对称：下行30Mbps传输速率，上行为2Mbps传输速率

典型家庭网络的接入
机构（企业）接入网络
无线接入网络

通过共享的无线接入网络连接端系统与路由器

通过基站或成为接入点

无线局域网（LANS）

广域无线接入(蜂窝网)

1.2.1.3 网络核心

互联的路由器网络

网络核心的关键功能：路由+转发

路由：确定分组从源到目的传输路径

转发：将分组从路由器的输入端口交换至正确的输出端口

网络核心解决的基本问题：如何实现数据从源主机通过网络核心到达目的主机，通过数据交换。

1.2.2 Internet结构

网络之网络

端系统通过接入ISP连接到Internet

接入ISP必须进一步互连：这样任意两个主机才可以互相发送分组

构成复杂的网路互连的网络

如何连接
- 全部彼此相连？
- 将每个接入ISP连接到一个国家或全球ISP -- 不可能，会有很多竞争者，这些ISP网络必须互连，利用对等链路

1.3 网络核心--数据交换

为什么需要数据交换？

动态转接

动态分配传输资源实现从源主机传输到目的主机

数据交换类型：电路交换、报文交换、分组交换

1.3.1 电路交换

1.3.1.1 电路交换的特点

最典型电路交换网络：电话网络

电路交换的三个阶段：建立连接（呼叫/电路建立）、通信、释放连接（拆除电路）

独占资源

电路交换网络的链路共享--多路复用

1.3.2 多路复用

多路复用，简称复用，是通信技术中的基本概念

多路复用：链路/网络资源划分为“资源片”

将资源片分配给各路“呼叫”

每路呼叫独占分配到的资源片进行通信

资源片可能“闲置”（无共享）

典型多路复用方法：频分多路复用(FDM)、时分多路复用(TDM)、波分多路复用(WDM)、码分多路复用（CDM）

1.3.2.1 频分多路复用

频分多路复用的各用户占用不同的带宽资源（是频率带宽而不是数据的发送速率）

用户在分配到一定的频带后，在通信过程中自始至终都占用这个频带

1.3.2.2 时分多路复用TDM

时分复用是将时间划分为一段等长的时分复用帧（TDM帧），每个用户在每个TDM帧中占用固定序号的时隙

每用户所占用的时隙是周期性出现（其周期即TDM帧的长度）

时分复用的所有用户是在不同的时间占用相同的频带宽度

1.3.2.3 波分多路复用 WDM

波分复用就是光的频分复用

1.3.2.4 码分多路复用CDM

广泛应用于无线链路共享（蜂窝网，卫星通信等）

每一个用户分配一个唯一的m bit码片序列，其中“0”用“-1” 表示 “1”用“+1”表示

各用户使用相同频率载波，利用各自码片序列编码数据

编码信号=（原始数据）*（码片序列）

如发送比特1 （+1），则发送自己的m bit码片序列

如发送比特0 （-1），则发送相应的反码

各用户码片序列相互正交

令{dj}为原始数据序列，各用户的叠加向量为

解码：码片序列与编码信号的内积

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