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【计网第一章 概述】_ixp和isp什么意思

作者：我家自动化 | 2024-02-28 13:20:19

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ixp和isp什么意思

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Chap1 概述

(1.2) 因特网概述

网络的网络

计算机网络 (简称网络) 把主机连接在一起。

而互联网则是把多种不同的网络连接起来，因此互联网是网络的网络。

ISP

互联网服务提供商 (Internet Service Provider) 可以从互联网管理机构获得许多 IP 地址，同时拥有通信线路以及路由器等联网设备，个人或机构向 ISP 缴纳一定的费用就可以接入互联网。

目前的互联网是一种多层次 ISP 结构，ISP 根据覆盖面积的大小分为主干 ISP、地区 ISP 和本地 ISP。

IXP

互联网交换点 (Internet eXchange Point) 允许两个 ISP 直接相连而不用经过第三个 ISP来进行转发分组。

				主干 ISP
			  /	        \
		 地区ISP<--IXP-->地区ISP	
		   /			 	\
	  本地ISP                本地ISP
	  /	   \		   		  \
	主机A   主机B			  主机C

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主机 A、C 之间交换分组时，就不必经过最上层的主干 ISP，而是直接在两个地区 ISP 之间用高速链路对等地交换分组。

(1.3) 因特网的组成

按工作方式可划分为：

边缘部分：所有连接在互联网上的主机，用户可以直接使用；

核心部分：由大量的网络和连接这些网络的路由器组成，实现以实现分组交换的路由器为边缘部分的主机提供服务。

① 主机之间的通信方式

客户/服务器 (C/S)：客户即是服务请求方，服务器是服务提供方。

对等 (P2P)：不区分客户和服务器。

② 电路交换与分组交换

1. 电路交换

电路交换用于电话通信系统，两个用户要通信之前需要建立一条专用的物理链路，并且在整个通信过程中始终占用该链路。由于通信的过程中不可能一直在使用传输线路，因此电路交换对线路的利用率很低，往往不到 10%。

2. 分组交换

特点：分组交换使用了存储转发，但是转发的是分组而不是报文。把整块数据称为一个报文，先切分报文，来满足分组能处理的大小。在每个切分的数据前面加上首部之后就成为了分组，首部包含了目的地址和源地址等控制信息。

为了能够充分利用资源，当数据分组传送到交换机时，会暂存在交换机的存储器中，然后根据当前线路的忙闲程度，交换机动态分配合适的物理线路，继续数据分组的传输，直到传送到目的地。到达目地之后的数据分组再重新组合起来，形成一条完整的数据。

路由器对分组进行存储转发，最后把分组交付目的主机。

优点：

优点解释
高效在分组传输的过程中动态分配传输带宽，对通信链路是逐段占用。
灵活为每一个分组独立地选择最合适的转发路由。
迅速以分组作为传送单位，可不预先建立连接就能向其他主机发送分组。
可靠保证可靠性的网络协议；分布式多路由的分组交换网，使网络有很好的生存性。

缺点：

优点解释
时延大分组在各结点存储转发时需要排队，这就会造成一定的时延。
开销大分组必须携带的首部（里面有必不可少的控制信息）也造成了一定的开销。

3. 报文交换

整个报文会先传到相邻的节点，全部存储下来再查找转发，那么就意味着时延会非常大。

  • 存储转发允许在一条传输线路上传送多个主机的分组，因此不需要占用端到端的线路资源。

4. 交换方式的比较

在这里插入图片描述
需连续传输大量的数据，则传输时间 >> 建立连接的时间 —> 电路交换

需传送突发数据，因报文、分组交换不需预先分配传输带宽 —> 报文 / 分组交换

由于一个分组的长度往往远小于整个报文的长度，因此分组交换比报文交换的时延小，同时也具有更好的灵活性。—> 分组交换

(1.5) 计算机网络的类别

按作用范围分：

网络种类作用范围
广域网 WAN作用范围通常为几十到几千公里。(Wide Area Network)
城域网 MAN作用距离约为 5 ~ 50 公里。(Metropolitan Area Network)
局域网 LAN局限在较小的范围（如 1 公里左右）。 (Local Area Network)
个人区域网 PAN范围很小，大约在 10 米左右。(Personal Area Network)

按网络的使用者划分：则分为，公用网、专用网

用来把端主机接入因特网的网络：接入网（Assess NetWork），接入网是从某个用户端系统到互联网中的第一个路由器（也称为边缘路由器）之间的一种网络。其不属于因特网的核心、边缘部分。

(1.6) 计算机网络的性能指标

名词解释
速率数据率
带宽单位时间内信道能通过的 “最高数据率”
吞吐量单位时间内通过某网络（信道或者接口）的实际数据量
时延分类如下
—>发送时延，发送端发送一个完整的数据帧所需要的时延
—>传播时延，电磁波在信道中传播所需要的时间
—>处理时延，主机或路由器处理数据分组时花费的时间
—>排队时延，在路由器中等待分组时间

每种时延在网络传输中的所处位置：
在这里插入图片描述

时延带宽积计算公式：传播时延 * 带宽

在这里插入图片描述

往返时间（RTT == Round-Trip-Time）

在计算机中传输的时候不仅仅是单向的，往返时间表示从发送方发送数据开始，到发送方收到来自接收方的确认，总共经历的时间

利用率：包括信道利用率和网络利用率，并非利用率越高越好。

  • D = D0 / 1-U（D 网络当前时延，D0 表示空闲时延，U 为网络利用率）
    在这里插入图片描述

(1.7) 计算机网络的体系结构

(1.7.2) 协议与层次划分

1. 网络协议的定义

为进行网络中的数据交换而采取建立的规则，标准或约定。—> 明确规定交换数据的格式和有关同步问题。

2. 协议的三要素

语法：数据与控制信息的结构或格式 。

语义：需要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种响应。

同步：事件实现顺序的详细说明。

3. 协议的形式

  • 便于人阅读、理解的文字描述
  • 程序代码

4. 协议的结构分层

(1.7.3) 具有五层协议的体系结构

OSI 的七层模型虽概念清晰，理论比较完整，但其复杂，不实用。因此学习计网原理时采用折中的方法 —> 学习结合 OSI 的七层协议体系结构和 TCP/IP 的四层结构的五层协议体系结构。

现在的 TCP/IP 协议簇 (如下图) 不严格遵循 OSI 分层概念，应用层可能会直接使用 IP 层或者网络接口层。

五层协议体系结构：
在这里插入图片描述

1. 应用层

作用：为特定应用程序提供数据传输服务，如 HTTP、DNS 等。

数据单位：报文。

2. 运输层

作用：提供进程间的通用数据传输服务。

应用进程可以利用该服务向传送应用层报文，由于应用层协议很多，定义通用的运输层协议就可以支持不断增多的应用层协议。

运输层包括两种协议：

  • TCP：提供面向连接、可靠的数据传输服务，数据单位为报文段。
  • UDP：提供无连接、尽最大努力的数据传输服务，数据单位为用户数据报。

3. 网络层

作用：为主机之间提供通信服务，而不是像运输层协议那样是为主机中的进程提供服务。

网络层把运输层产生的报文段或者用户数据报封装成分组或包来进行传输。

数据单位：数据报 == 分组。

4. 数据链路层

作用：链路层协议就是为相邻结点之间提供服务 (传送帧)。

网络层针对的还是主机之间，而主机之间可以有很多链路，数据链路层把网络层传来的分组封装成帧。

数据单位：数据帧 (包含同步、地址、差错控制信息)

5. 物理层

作用：尽可能屏蔽传输媒体和通信手段的差异，使物理层上的数据链路层感觉不到这些差异。
考虑的是怎样在传输媒体上传输数据比特流，而不是指具体的传输媒体。

数据单位：比特

6. 相关概念

协议数据单元 (PDU)：OSI参考模型为对等层次之间传送的数据单位的命名

实体：任何可以接受或者发送信息的软件进程或者硬件

协议：控制两个对等实体进行通信的规则的集合

在协议控制下，下层向上层提供服务，所以协议是水平的，服务是垂直的。

下一章

【第二章 物理层】

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