1-計算機網絡和因特網

最近參加了碼農翻身的讀書活動,目標是讀完《計算機網絡 自頂向下方法》 這本書,這篇文章將記錄第一週所看到的本地第一章的相關內容。

學習計算機網絡首先學習下什麼是因特網?

描述這個問題需要從兩個方面論述。

  1. 具體構成描述

因特網是一個世界範圍的計算機網絡,即它一個互聯了遍及全世界的數以萬計的計算設備的網絡。所有與因特網相連的設備都稱爲主機或者端系統

端系統通過通信鏈路分組交換機連接到一起。 通信鏈路是由不同的物理媒體組成。這些物理媒體包括同軸電纜、銅線、光纖和無線電頻譜。不同的鏈路能夠以不同的速率傳輸數據,鏈路的傳輸速率是以 比特/每秒 度量,(bit/s,或 bps)。當一臺端系統要向另一臺端系統發送數據時,發送端系統將數據分段,併爲沒段加上首部字節。由此形成的信息包用計算機網絡的術語稱之爲分組。 這些分組通過網絡發送到目的端系統,在那裏被裝配成初始數據。

分組交換機從它的一條入通信鏈路接收到到達的分組,並從它的一條出通信鏈路轉發該分組。目前常見的分組交換機類型是 路由器鏈路層交換機。 這兩種類型的交換機朝着最終目的地轉發分組。鏈路層交換機通常用於接入網中,而路由器常用於網絡核心中。 從發送端系統到接收端系統,一個分組所經歷的一系列通信鏈路和分組交換機稱爲通過該網絡的路徑。

端系統通過 因特網服務提供商(Internet Servicve Provider,ISP)接入因特網,包括如本地電纜或者電話公司那樣的住宅區ISP 、公司ISP、大學 ISP,以及那些在機場等公共場所提供的WIFI 接入的ISP。 每個ISP 其實是一個由多個分組交換機和多段通信鏈路組成的網絡。 各ISP 爲端系統提供了各種不同類型的網絡接入,包括線纜調制解調器或DSL 那樣的住宅寬帶接入、高速局域網接入、無線接入和 56kbps撥號調制解調器計入。ISP 也爲內容提供者提供因特網接入服務,將Web 站點直接接入因特網。因特網就是將端系統彼此互聯,因此爲端系統提供接入的ISP 也必須互聯。低層的ISP通過國家的、國際的高層ISP(如AT&T、Sprint,聯通、移動)互聯起來。高層ISP 是由通過高速光纖鏈路互聯的高速路由器組成的。無論是高層還是底層ISP網絡,它們每個都是獨立管理,運行着IP 協議。

端系統、分組交換機和其他因特網部件都要運行一系列協議,這些協議控制因特網中信息的接收和發送。TCP 和 IP 是因特網中兩個最爲重要的協議。 IP協議定義了在路由器和端系統之間發送和接收的分組格式。因特網的主要協議統稱爲 TCP/IP

爲了使各個協議以及作用取得一致,方便人們能夠創造協同工作的系統和產品,因此需要制定標準。 因特網標準因特網工程任務組 (Internet Engineering Task Force, IETF)研發。IETF 的 標準文檔被稱爲 請求評論(Request For Comment, RFC)

  1. 服務描述

生活中我們都是用很多 app 這些被稱爲分佈式應用程序。 大家思考下,運行在一個端系統上的應用程序怎樣才能指令因特網向運行在另一個端系統上的軟件發送數據呢?

與因特網相連的短息用提供了一個 應用程序編程接口(Application Ptogramming Interface, API),該API 規定了運行在一個端系統上的軟件請求因特網基礎設施向運行在另一個端系統上的特定目的地軟件交付數據的方式。因特網 API 是一套發送軟件必須遵循的規則集合,因爲因特網能夠將數據交付給目的地。

上面我們已經給出了因特網的兩種描述方法,但是整個因特網,包括數據傳輸經過各層的協議,後面也會繼續學習,分享出來。

在因特網中,凡是涉及兩個或多個遠程通信實體的所有活動都受協議的制約。 例如,在兩臺物理上連接的計算機中,硬件實現的協議控制了在兩塊網絡接口卡間的 “線上” 的比特流。

網絡邊緣

顧名思義,網絡邊緣就是指位於各處的應用程序和端系統。 這裏我覺得比較有意思的概念就是端系統接入網以及物理媒體。

接入網

接入網: 指將端系統連接到其邊緣路由器的物理鏈路。
邊緣路由器: 是指端系統到任何其他遠程端系統的路徑上的第一臺路由器。

物理媒體

物理媒體劃分爲兩類: 引導型媒體非引導型媒體。對於引導型媒體,電波沿着固體媒體前行,如光纜、雙絞銅線或同軸電纜。對於非引導型媒體,電波在空氣或外層空間中中傳播,例如在無線局域網或數字衛星頻道中。

網絡核心

這一節主要學習了 分組交換、電路交換、網絡的網絡。

分組交換

在各種網絡應用中,端系統彼此交換報文。 報文能夠包含協議設計者需要的任何東西。爲了源系統向目的系統發送一個報文,源將長報文劃分爲較小的數據塊,稱之爲分組。在源和目的之間,每個分組都通過通信鏈路和分組交換機(交換機主要有兩類:路由器和鏈路層交換機)傳送。

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