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计算机网络(Tanenbaum著第四版)1概述.doc
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计算机网络(Tanenbaum著第四版)1概述
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computer networks
要补充的:
1、令牌网
2、《计算机网络习题与解析》:鲁士文编 清华大学出版社
第一章 概述
计算机网络:计算机与通讯的组合。
分布式系统与计算机网络区别:
1、计算机网络的特征:
A、网上的每一台计算机都是独立的、自主、地位是平等的
B、网上的每一台计算机都可以为别的计算机提供服务
C、计算机之间的通讯是将数据分为不同厂度的分组进行传输和处理。
D、计算机之间通过不同的通讯媒体连接在一起(互联)
E、任一台计算机都链接到网络的通讯子网(传输网络:负责数据的传输)的某个节点设备上,而通讯子网上的设备是相互
连
通的。
2、分布式系统:
通常也基于自主计算机的互联,但有一个操作系统统一管理,对用户来说具有高度的整体性和透明性。
A、虚拟计算机,可能是多台计算机的有机组合
B、用户向虚拟系统提交任务,由操作系统对该任务进行分割,安排不同计算机计算不同的子任务,最后由系统综合各个计
算
机的计算结果,把最终答案提交用户
C、一个分部系统中的各个计算机是有机组成在一起的
企业网络与公众网络
1、企业网络(一般是局域网):实现资源共享、高可靠性(任何资源可以有多个副本)、节约经费,组织方式:以太网。企
业
通过自己企业网的路由器与 ISP 的路由器(通讯子网的某个节点)相连,从而使企业网内部的计算机可以访问 internet。通
过在企业网的路由器后连一个防火墙,通过防火墙检验进出信息的授权,从而控制 internet 用户访问本企业的数据信息,
这
样便产生企业的内网和外网。
2、公众网络(互联网):提供公共服务
网络分类
1、按技术:
1
广播式网络:网络上任意设备发声其他的设备都可以听见,小的网络用,如:局域网
点到点网络:数据信息是一个节点一个节点的交换传递,大的网络用
2、按规模:
局域网:
城域网:
广域网:在该网络中采用同一种网络传输技术,通常采用点对点技术,可以分为通讯子网和资源子网(网上的主机)
互联网:最经典的例子是 internet,在该网络中采用的网络传输技术不同。如:互联网其中的一部分采用 ATM、另外一部
分采用以太网。互联网通常有路由器连接的 LAN 组成,互联网的通讯子网通常是点到点网络,各个 LAN 通常
采
用广播式网络,在通讯子网上数据的传输采用分组交换,机理为存储-转发
3、按传输介质:
有线网:
无线网:
4、按拓扑结构:
总线:采用广播式的传输技术
环形:如:令牌环(P7)
网状:
星形:如:ATM 网络,所有计算机节点都连接到中心交换机节点,所有的通讯都通过中心交换机节点转发
5、按使用范围:
专用网:如:企业网
公共网:
局域网
最经典的局域网有这样一些结构和技术:
总线型:工业标准为 IEEE802.3(如:以太网),主机之间通讯存在信道争夺的问题: 采用 CSMA/CD 技术解决
CSMA/CD 技术:每一台要发言的主机在发言之前先侦听一下,看有没有人发言,若没人发言,就可发言,并在开
始发言时继续侦听,看有没有人和自己同时发言,若有人也要发言,就停下来,随机的延迟一段
时间后,再开始发言;若当前正有人发言,就停下来。
工业标准 IEEE802.4(令牌总线):拓扑结构为总线型,但信道共享方式采用令牌环的令牌的方式(很少用)
环型:工业标准 IEEE802.5,如:IBM 令牌环(很少用)
传输技术:环上有一个令牌,在环上传递。某个主机要发送信息,得先要持有该令牌,在得到令牌后才能发送信息,
发完信息后,把令牌交给下一个节点(解决信道冲突的问题)
通讯子网
负责计算机之间的数据通讯,由传输线和交换单元组成
传输线:线路、干线、信道
交换单元:分组交换节点(通常为路由器)
ISO/OSI 参考模型
计算机网络的参考模型就是介绍应用于计算机网络通讯的软件时如何设计 。OSI 的参考模型就提出了网络上一台主机中的一
个进程要和另外一台主机上的一个进程进行通讯到底应该做哪些工作。把网络通讯分解为 7 大部分的工作,分别对应 7 层,每
2
一层都完成网络通讯的一个独立的工作。在计算机网络中,不管是在哪一层,信息的传递都是分为一段一段的,在每一种协
议当中,它传递的数据的组织被称为该层的数据协议单元,在数据链路层为帧,在网络层为分组,在传输层为数据段。
1、物理层:解决 bit 串能够从源节点传递到目的节点的问题
在两计算机节点之间已有物理连接的情况下,确保如何将二进制的字符串 010101000111.。。。从节点 A 传递到节点 B。
物理层的协议在于在两个节点之间商定,0、1 分别用什么样的电信号来表示以及信号持续的时间,具体就是计算机上的
插口。物理接口发送和接受的是一串以某种规则表示的二进制的数据。
作用:
提供与传输媒体的接口,完成传输媒体上的信号和二进制 bit 串之间的转换。物理层协议具体来讲就是反映到我们计算机
上的一些物理的接口,如:串行、并行接口,所以物理层的协议一般要定义一些机械特性(如:插口的形状、长度、宽
度)、电气特性(如:信号的编码方式【如:0 是用什么样的电频来表示,每一个 bit 持续的时间有多长】)、功能以及
过
程特性(如:发送信息的时候,前面应该有一个什么样的一个交互过程,同步有同步的交互过程,异步有异步的交互过
程)
2、数据链路层:解决 bit 串传输正确性的问题
但物理层不能保证传递的二进制字符串是完全正确的到达目的节点,数据链路层用于确保节点 A 上的二进制字符串到达
节点 B 是完全正确的,它把要传递的 bit 串分为一段一段的(即:帧),为了确保传递的每一个帧的正确性,为每一个
帧
进行一类的计算,并将计算的结果与数据帧一起发送出去,到了接受方,接收方再进行相同的计算,若计算的结果与原
来计算的结果相同,则认为接受的数据是正确的,否则,认为不正确。这样就能保证数据的正确传输。
数据链路层的协议在于在两个节点之间约定,我是如何对原始信息进行运算的,你也应该对收到的信息进行相同的运算
功能: 提供点到点的可靠传输,通常将数据分帧,并确保帧的正确接收。要解决如下的问题:
1) 识别帧的标志,标识一段数据是一个帧。
2) 帧的接受,效验(即:计算,发送方的计算结果是一个效验码与数据一起发送,接收方进行同样的计算,并把计算
的结果与效验码比较,如果不同,则认为数据在传输过程中出错,接收方就会丢弃接收到的帧,发送方重发)、确
认
3) 发送方在超时或收到否定性确定后,要重发
4) 重复的帧(由于接收方发回的确认信息丢失,造成发送方对一个帧的多次发送)要丢弃【解决重复帧的问题】
5) 在共享网络中。需要解决信道共享的问题(MAC 层的工作)
3、网络层:解决 bit 串在网上传递的路径以及确定目的节点的网上位置问题
以上两层这能确保数据能够传递,且能够正确接受,但不能确定信息到底该发送到网络中的哪个节点,网络层用于确定
信
息的接受节点以及到达接受节点的路径。
功能:提供主机到主机的通路,期间可能存在多条通路,网络层将实现的功能包括:
1) 路由选择
2) 拥塞控制
3) 协议转换:路由器一边连接的局域网是以太网,另一边连接的局域网是 FDDI,当以太网的某台主机要与 FDDI 这边
的某台主机通讯,此时该路由器就要承担协议翻译的任务(协议的转换)
4) 分段和重组:每一种协议所容许传递的数据的长度是不同的,如:以太网和令牌环,它们所能够组织的帧的长度就
不
一样,当一个长帧的网络把数据传递给一个短帧的网络时,就需要把长帧分割为一个一个短的帧
5) 对用户的分组、字符等计数:有些网络是要收费的,可以根据传递或接受的数据多少进行收费,所以网络层要统计
用
户的分组或字符的数量
4、传输层:解决源节点的哪个进程和目的节点的哪个进程进行信息交流的问题
3
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老帽爬新坡
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