计算机速成课 第二十八集 计算机网络

1. 背景

  • 1970年以前,大多数计算机是独立运行的
  • 第一个计算机网络出现在 1950~1960年代,通常在公司或者研究室内部使用,为了方便信息交换

2. 局域网:

  • 计算机近距离构成的小型网络,建成 LAN
  • 小到可以是同一个房间里的两台机器,大到可以是校园里的上千台机器
  • 最著名和成功的是「以太网」,开发于 1970 年代,在施乐的「帕洛阿尔托研究中心」诞生,今日让被广泛使用
    • 最简单形式:一条以太网电线连接数台计算机。当一台计算机要传数据给另一台计算机时,它以电信号形式,将数据传入电缆。这也同样催生了 MAC 地址的产生,即每台计算机有唯一的媒体访问控制地址
    • 媒体访问控制地址
      • 这个唯一的地址放在头部,作为数据的前缀发送到网络中
      • 计算机只需要监听以太网电缆,只有看到自己的 MAC 地址,才处理数据
      • 现在制造的每台计算机都自带唯一的 MAC 地址

3. 时延

  • 指传播一条信息所需要的时间

4. 载波侦听多路访问

  • 即:多台电脑共享一个传输媒介
  • 简称:CSMA
  • 载体:指运输数据的共享媒介
    • 以太网的「载体」是铜线
    • WI-FI 的「载体」是传播无线电波的空气

4. 指数退避

  • 指数级增长等待时间的方法
  • 以太网和WiFi都用这种方法,很多其他传输协议也用

5. 冲突域

  • 载体和其中的设备总称

6. 早期电话系统

  • 连接两台相隔遥远的计算机或网络,最简单的办法是分配一条专用的通信线路

7. 传输数据的方法

  • 电路交换
    • 通话期间,连接通话的线被占用
  • 报文交换

8. 跳数

  • 消息沿着陆游跳转的次数
  • 记录跳数的作用是可以分辨出路由问题
  • 跳数限制:如果看到某条消息的跳数很高,就知道路由肯定哪里错了

9. 数据包:

  • 把大报文分成很多小块,这一小块叫「数据包」
  • 像报文交换一样,每个数据包都有目标地址,因此路由器知道发到哪里
  • 报文具体格式由「互联网协议」定义,简称 IP,这个标注创建于 1970 年代
    • 每台联网的计算机都需要一个 IP 地址

10. 阻塞控制

  • 路由器平衡与其他路由器之间的负载,以确保传输可以快速可靠

11. TCP/IP

  • 可以解决乱序问题

12. 分组交换 Packet Switching

  • 含义:将数据拆分成多个小数据包,然后通过灵活的路由传递,非常高效且可容错,如今的互联网就是这么运行的
  • 好处:去中心化,没有中心权威机构,没有单点失败问题
  • 背景:因为在冷战时期,有核攻击的威胁,所以创造了分组交换
  • 世界上第一个分组交换网络,以及现代互联网的祖先是 ARPANET(美国高级研究计划局)
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