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计算机网络

时间:2024-09-18 14:51:18浏览次数:3  
标签:ISP 网络 计算机网络 信道 互联网 分组 IXP

第一章

1.1、互联网概述

1.1.1、计算机网络(简称网络):由若干个结点和连接这些结点的链路组成,网络中的结点可以是计算机、集线器、交换机或者路由器等,与网络相连的计算机也叫主机。

 1.1.2、互连网:互连网就是网络的网络,将上面的网络用路由器连接起来,组成更大的网络就是互连网。

 1.1.3、互联网:需要与互连网做区分,互连网, 是一个通用名词,英文名为internet,泛指由多个计算机网络互相连接而组成的计算机网络;而互联网(或者因特网)是Internet是一个专有名词,它是指全球最大的、开放的、由众多网络互相连接而成的特定互连网,该互连网采用TCP/IP协议族作为通信的规则,且前身是美国的ARPANET

所以随便将几个网路互连起来,不管采用什么协议都是互连网但不是互联网

1.1.4、ISP(Internet Service Provider)服务提供商:互联网除了使用TCP/IP协议之外,还有一个特点就是分层,它是一个三级计算机网络,分为主干网、地区网和校园网(或者企业网),这种三级计算机网路覆盖了美国主要的大学和研究院,并成为网络中的主要组成部分。刚开始这种三级结构是由美国科学家基金会NSF经营管理,后来美国政府意识到互联网使用范围必将扩大,世界上许多公司也接入到互联网,美国政府决定将互联网的主干交给私人公司来经营,开始对接入的公司进行收费。慢慢的演变成多层次的ISP结构,由NSF管理的主干网也被若干个私人的互联网主干网替代,美国政府不再负责互联网的运行,这样就出现了一个新词互联网提供商ISP

1.1.5、IXP(Internet eXchange point)互联网交换点:互联网交换点IXP的主要作用就是允许两个网络直接相连并交换分组,而不需要再通过第三个网络来转发分组。例如,在图1-3中右方的两个地区ISP通过一个IXP连接起来了。这样,主机A和主机B交换分组时,就不必再经过最上层的主干ISP,而是直接在两个地区 ISP之间用高速链路对等地交换分组。这样就使互联网上的数据流量分布更加合理,同时也减少了分组转发的迟延时间,降低了分组转发的费用。现在许多XP在进行对等交换分组时,都互相不收费。但本地ISP或地区ISP通过IXP向高层的IXP转发分组时,则需要交纳一定的费用。IXP的结构非常复杂。典型的IXP由一个或多个网络交换机组成,许多ISP再连接到这些网络交换机的相关端口上。IXP常采用工作在数据链路层的网络交换机,这些网络交换机都用局域网互连起来。

 1.2、主机之间通信

 电路交换:整个报文的比特流连续的从源点到达终点,好像在一个管道中传输

报文交换:整个报文先传送到相邻结点,全部存储下来后查找转发表,转发到下一个结点。

分组交换:单个分组(这只是整个报文的一部分)传送到相邻结点,存储下来后查找转发表,转发到下一个结点。注意分组交换在传送数据之前不必先占用一条端到端的链路的通信资源,分组在哪段链路上传送才占哪一段的资源。

从图1-13可看出,若要连续传送大量的数据,且其传送时间远大于连接建立时间,则电路交换的传输速率较快。报文交换和分组交换不需要预先分配传输带宽,在传送突发数据时可提高整个网络的信道。利用率。由于一个分组的长度往往远小于整个报文的长度,因此分组交换比报文交换的时延小,同时也具有更好的灵活性。

 1.3、计算机网络的性能

1.3.1、速率:我们知道计算机发出的信号都是数字形式的,比特(bit)来源于binary digit也就是一个二进制数字,所以一个bit就是二进制数种的一个数字0或者1。速度就是数据传送速率也成为数据率或者比特率

1.3.2、带宽:单位时间内网络中某信道所能通过的“最高数据率”,带宽的单位是bit/s,比特/每秒

1.3.3、吞吐量:单位时间内网络中某信道所能通过的“实际数据率”

1.3.4、时延:是指数据从一个网络一端传送到另一端所需要的时间,也成为延迟或者迟延。

第二章 物理层

2.1、信道复用技术

复用(multiplexing)是通信技术中的基本概念。在计算机网络中的信道广泛地使用各种复用技术。下面对信道复用技术进行简单的介绍。
图 2-13(a)表示 A,B,和 C,分别使用一个单独的信道和 A2,B,和 C,进行通信,总共需要三个信道。但如果在发送端使用一个复用器,就可以让大家合起来使用一个共享信道进行通信。在接收端再使用分用器,把合起来传输的信息分别送到相应的终点。图2-13(b)是复用的示意图。当然复用要付出一定代价(共享信道由于带宽较大因而费用也较高,再加上复用器和分用器)。但如果复用的信道数量较大,那么在经济上还是合算的。

在进行通信时,复用器(multiplexer)总是和分用器(demultiplexer)成对地使用。在复用器和分用器之间是用户共享的高速信道。分用器的作用正好和复用器相反,它把高速信道传送过来的数据进行分用,分别送交到相应的用户。 

频分复用是指所有用户在同样的时间占用不同的带宽资源(请注意,这里的“带宽”是频率带宽而不是数据的发送速率)。

时分复用则是将时间划分为一段段等长的时分复用帧(TDM)。每一个时分复用的用户在每一个 TDM 帧中占用固定序号的时隙。时分复用的用户是在不同的时间占用相同的频带宽度。

码分复用CDM(Code Division Multiplexing)是另一种共享信道的方法。实际上,人们更常用的名词是码分多址 CDMA(Code Division Multiple Access)。每一个用户可以在同样的时间使用同样的频带进行通信。由于各用户使用经过特殊挑选的不同码型,因此各用户之间不会造成干扰。码分复用最初用于军事通信,因为这种系统发送的信号有很强的抗干扰能力,其频谱类似于白噪声,不易被敌人发现。随着技术的进步,CDMA 设备的价格和体积都大幅度下降,因而现在已广泛使用在民用的移动通信中,特别是在无线局域网中。采用CDMA 可提高通信的话音质量和数据传输的可靠性,减少干扰对通信的影响,增大通信系统的容量(是使用GSM的4~5倍”),降低手机的平均发射功率,等等。下面简述其工作原理。
在CDMA中,每一个比特时间再划分为m个短的间隔,称为码片(chip)。通常m的值是64或128。在下面的原理性说明中,为了画图简单起见,我们设m为8。使用CDMA的每一个站被指派一个唯一的m bit 码片序列(chip sequence)。一个站如果要发送比特1,则发送它自己的mbit 码片序列。如果要发送比特0,则发送该码片序列的二进制反码。例如,指派给S站的8bit码片序列是00011011。当S发送比特1时,它就发送序列00011011,而当S发送比特0时,就发送1110010

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