《計算機網絡-自頂向下方法》之網絡邊緣

   客戶機和服務器程序


   客戶機程序(client program)是運行在一個端系統上的程序,它發出請求,並從運行在另一個端系統上的服務器程序(server program)接收服務。這種客戶機-服務器模式無疑是因特網應用程序的最爲流和地的結構。因爲通常客戶機-服務器因特網應用程序是分佈式應用程序(distributed application)。客戶機程序和服務器程序通過因特網互相發送報文而進行交互。今天的因特網應用程序並非全都是由與純服務器程序交互的純客戶機程序組成的。越來越多的應用程序是對等(P2P)應用程序,其中的端系統互相作用並運行執行客戶機和服務器功能的程序。


    接入網


    網絡接入大致可以分爲以下三種類型:

    (1)住宅接入(residential access),將家庭端系統與網絡相連。

住宅接入是將家庭端系統與邊緣路由器相連接。一種住宅接入形式是通過普通模擬電話線用撥號調制解調器與住宅ISP相連。家用調制解調器將PC輸出的數字信號轉換爲模擬形式,以便在模擬電話線上傳輸。模擬電話線由雙絞銅線構成,就是與用於打普通電話相同的電話線。在模擬電話線的另一端,ISP的調制解調器再將模擬信號轉換回數字形式,作爲ISP路由器的輸入。因此,該接入網絡僅是連同一條點對點撥號電話線一起的一對調制解調器。新型寬帶接入技術爲住宅用戶提供了更高的比特速率,寬帶住宅區接入有兩種常見類型:數字用戶線(digital subscriber line, DSL)和混合光纖同軸電纜

(hybrid fiber-coaxial cable, HFC)。HFC需要特殊的調制解調器,稱爲電纜調制解調器(cable modem)。HFC的一個重要特徵是它共享廣播媒體。特別是由頭端發送的每個分組向下行經每段鏈路到每個家庭,每個家庭發送的每個分組經上行信道向頭端傳輸。

    DSL接入一般是由電話公司提供,有時由與獨立的ISP合夥的公司提供。DSL概念上類似於撥號調制解調器,它是一種新型調制解調器技術,也運行在現有的雙絞線電話線上。DSL在家庭和ISP之間將通信鏈路劃分爲3個不重疊的頻段:高速下行信道,位於50kHz到1MHz頻段;中速上行信道,位於4kHz到50kHz頻段;普通的雙向電話信道,們於0到4kHz頻段。

   (2)公司接入(company access),將商業或教育機構中的端系統與網絡相連。

    在公司和大學校園,局域網(LAN)通常被用於連接端用戶與邊緣路由器。

   (3)無線接入(wireless access),將移動端系統與網絡相連。目前,有兩大類無線因特網接入方式。在無線局域網(wireless LAN)中,無線用戶位於幾十米半徑內的基站(也稱爲無線接入點)之間傳輸/接收分組。在廣域無線接入網(wide-area wireless access network)中,分組經用於蜂窩電話的相同無線基礎設施進行發送,基站由電信提供商管理,爲數萬米半徑內的用戶提供無線接入服務。


    物理媒體


    (1)雙絞銅線。雙絞線由兩根隔離的銅線組成,每根大約1mm粗,以規則的螺旋形式排列着。這兩根線被絞合起來,以減少對鄰近雙絞線的電氣干擾。通常許多雙絞線捆紮在一起形成一根電纜,並在這些雙絞線外面覆蓋上保護性防護層。一對電線構成了一個通信鏈路。非屏蔽雙絞線(Unshielded Twisted Pair, UTP)常用在建築物內的計算機網絡中,即用於局域網(LAN)中。目前局域網中的雙絞線的數據傳輸速率從10Mbps到1Gbps。所能達到的數據傳輸速率取決於線的厚度以及傳輸方和接收方之間的距離。

   (2)同軸電纜。同軸電纜由兩個銅導體組成,但是這兩根導體是同心的而不是並行的。同軸電纜能被用作導引式共享媒體(shared medium)。

   (3)光纜。光纜是一種細而柔軟的、能夠導引光脈衝的媒體,其中每個脈衝表示一個比特。一根光纖能夠支持極高的比特速率。它們不受電磁干擾,長達100km的光纜信號衰減極低,並且很難接頭。光纖廣泛用於因特網的主幹。

   (4)陸地無線電信道。無線電信道承載電磁頻譜中的信號。因爲不需要安裝物理線路,並具有穿牆壁、提供與移動用戶的連接以及長距離承載信號的能力,因而成爲一種有吸引力的媒體。無線電信道的特性極大地依賴於傳播環境和傳輸信號的距離。環境上的考慮取決於路徑損耗和遮擋衰落、多徑衰落以及干擾。

   (5)衛星無線電信道。一顆通信衛生連接兩個或多個位於地球的微波發射方/接收方,它們被稱爲地面站。該衛星在一個頻段上接收傳輸,使用一個轉發器再生信號,並在另一個頻率上傳輸信號。衛生能夠提供Gbps的帶寬。通信中常使用兩類衛生:同步衛星和低地球軌道衛星。

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