協議三要素:
語法
語義
時序
計算機網絡結構
網絡邊緣:主機,網絡應用
接入網絡,物理介質:有線或無線通信鏈路
網絡核心(核心網絡):路由器,交換機等
主機
接入網絡
用戶關心的是帶寬:數據的傳輸速度
以及共享的還是獨佔的
接入網路的種類:
1.數字用戶線路:用的是家庭的電話線,家庭會安裝一個DSL調制解調器,利用已有的電話線連接中心局的DSLAM
- 數據通信通過DSL電話線接入Internet
語音(電話)通過DSL電話線接入電話網
ADSL和DSL採用的是典型的頻分多路複用技術
<2.5Mbps上行傳輸速率(典型速率<1Mbps)
<24 Mbps下行傳輸速率(典型速率<10Mbps)
FDM:(下行)將信號調製到頻率在>50kHz-1MHz的載波上進行傳輸
(上行)將信號調製到頻率在4kHz-50kHz的載波上進行傳輸
(傳輸電話)0kHz-4kHz用於傳輸電話
- 電纜網絡:cable modem:用的是有線電視網路,也是典型的頻分多路複用技術。看電視時候,使用遙控器調的是不同的載頻,載頻不同,所承載的信號也不同,看到的節目也就不同。
電纜網絡也被稱爲HFC:混合光纖同軸電纜(hybrid fiber coax)因爲一頭是同軸電纜,電纜的另一頭的末端是光纖,連接到ISP(Internet Service Provider互聯網服務提供商)
電纜網絡也是非對稱的,即:上行和下行速率不一致。
下行高達30Mbps傳輸速率,上行爲2Mbps傳輸速率
Tips: 各個家庭共享家庭至電纜頭端的接入網
不同於DSL的獨佔至中心局的接入
下圖爲典型家庭網絡的接入:
- 無線接入網
通過共享的無線接入網絡連接端系統與路由器
通過基站(base station)或稱爲“接入點”(access point)
無線局域網(LANS)
同一個建築物內
802.11b/g(WiFi):11Mbps
54Mbps傳輸速率
廣域無線接入:
通過電信運營商(蜂窩網),接入範圍在幾十公里
寬帶:1 Mbps、10 Mbps、100 Mbps
3G、4G:LTE
移動互聯網
網絡核心:互聯網路由器網絡
網絡核心的關鍵功能:路由+轉發
路由器需要擁有本地轉發表,包括目的地址,輸出鏈路
下圖是路由器工作的原理示意圖,很重要:
網絡核心
解決的基本問題:如何實現數據從源主機通過網絡核心送達目的主機。
Answer: 數據交換
問題: 爲什麼需要數據交換?
什麼是數據交換?
有哪些數據交換技術?
補充知識:Internet結構:端系統連接ISP,數以百萬計的ISP需要互相連接在一起。ISP互相連接的方式:在ISP之間建立對等網絡(peering link)
網絡結構示意圖:
問題: 爲什麼需要數據交換?
什麼是數據交換?
有哪些數據交換技術?
爲什麼需要數據交換?
主機數量是N,那麼需要N(N-1)/2條數據鏈路,這就是N^2鏈路問題,爲了解決這一個問題,引入一臺交換設備,這樣每一臺主機與交換設備只存在一條鏈路。但是當主機數量太多,且主機相離距離太遠的時候,一臺交換機很難實現,所以提出交換網絡使得每個主機均可只連接一條鏈路,即可實現與其他主機互聯。
在交換網絡中需要使用數據交換纔可實現衆多主機之間的互聯。
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數據交換的方式:
- 電路交換
三個階段:(1)建立連接(呼叫/電路建立)
(2)通信
(3)釋放連接(拆除電路)
最顯著的特點:資源獨佔
中繼線被多路通信進行(即多路複用技術)
多路複用技術:
典型多路複用方法:
A:頻分多路複用(frequency division multiplexing-FDM)
B: 時分複用
C:波分複用
D:碼分複用