从今天开始挖了一个新坑,就是来梳理一下计算机网络,能建立一个全景的框架。首先这一部分先梳理一下一下基础的知识
1.计算机网络的发展历史
花了半天时间把发展历史简单地梳理了一下,具体看图:
2. RFC、 ISO、 IEEE有啥区别?
在学习计算机网络各种协议的文档时候,经常看到这三个名称。那么,它们有何区别?
- ISO和IEEE 都是国际标准化组织。是组织,用来制定标准的,类似的还有IEFT、ANSI、IEC、IUT等。
- 而RFC 请求注解文档(Requests for Comments,RFC),是用来发布Internet标准和Internet其他正式出版物的一种网络文件或工作报告,它出自上面的IEFT
常见的标准化组织与代表标准
标准化组织 | 主要范围 | 标准例子 |
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ITU 国际电信联盟 | 主要定义电信标准 | T.120 (多点数据会议和实时通信) H.235 (安全认证协议) H.323 (基于多媒体通信系统的分组协议) … | IEFT 互联网工程任务组 | 主要定义互联网标准 | IP (RFC 791) TCP(RFC 793) UDP(RFC 768 FTP(RFC 959) HTTP1.1 (RFC 2616) | IEEE 电气与电子工程师协会 | 主要为电气、电子、计算机工程和与科学有关的领域的 | IEEE 802 (局域网、城域网等一系列标准) | ANSI 美国国家标准学会 | **国家(美)**标准化中心 | ASCII | IEC 国际电工委员会 | 世界上成立最早的非政府性国际电工标准化机构 | IEC 60870(工业控制) | ISO 国际标准化组织 | 制订国际标准 | ISO/IEC 7498 (开放式系统互联参考模型) |
3. 局域网、城域网、广域网
按照网络范围,可以把网络分为不同的类型。以前常见的类型有局域网、城域网与广域网等,现在随着发展有增加了个域网等等,它们之间的联系区别如下:
名称 | 覆盖范围 | 典型设备 | 协议标准 | 终端组成 | 结构特征 |
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Nano(纳米网络) | 几百纳米到几微米 | 纳米机器人 | IEEE P1906.1 | 纳米电池,纳米存储器、分子马达等 | | BAN(体域网) | 人体 | 可穿戴可嵌入式设备 | IEEE 802.15.6 | 传感器等 | | PAN(个人局域网)[1] | 个人范围,随身携带或者数米 | | IEEE 802.15 | 计算机、电话、PDA、数字相机 | | LAN(局域网)[2] | 10公里以内 | 集线器 | IEEE 802.3、IPX(RFC 1132)、NetBEUI、AppleTalk | 计算机 | 物理层 | CAN(园区网络) | 1-5公里,企业、校园等 | 交换机 | | 交换机、路由器、计算机 | 数据链路层 | MAN(城域网) | 10-100公里 | 交换机 | IEEE 802.6 | 计算机或局域网 | 数据链路层 | WAN(广域网) | 几百-到几千公里 | 路由器 | | 计算机、局域网、城域网 | 网络层 |
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PAN经常是无线的方式WPAN,常见的通信方式有红外、蓝牙等等 -
局域网的分类
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有线局域网
- 以太网Ethernet(IEEE 802.3)
- 令牌环Token-Ring (IEEE 802.5)
- 光纤分布式数据接口FDDI (IEEE 802.4)
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无线局域网(WLAN)
- WIFI (IEEE 802.11)
- ZigBee (IEEE 802.15.4)
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虚拟局域网 (VLAN)
4. 电路交换、报文交换与分组交换
在计算机网络中,两个终端之间并不是直接相连的,中间要经过中继节点。而中继节点之间进行数据传送就要使用到数据交换技术。常用的数据交换技术可以分为两大类:电路交换 与存储转发交换。
电路交换是指呼叫双方在开始通话之前,首先由交换设备在两者之间建立一条专用电路,并且在整个通话期间独占该条电路直到结束。其通信过程为1). 电路建立阶段 2). 通信阶段 3). 电路拆除阶段。
电路交换独占了电路,效率比较低。存储转发交换会在每个中继节点间缓冲存取数据,当信道空闲时候又转发出去,这样提供了信道的利用率。
而存储转发交换技术又可分为报文交换和分组交换两种。
报文交换是指把要发送的信息组织成一个完整的数据包——报文,该报文中含有目标结点的地址,完整的报文在网络中一站一站地向前传送。每一个结点接收整个报文,检查目标结点地址、差错控制等,然后根据网络中的交通情况在适当的时候转发到下一个结点,最后到达目标节点。
而分组交换在报文交换的基础上,一个长报文先分割为若干个较短的分组,然后把这些分组(携带源、目的地址和编号信息)逐一地发送出去。
因为分组交换存在失序、丢失的问题,既能像电路交换那样,实现可靠、有序的数据传输,又能像分组交换那样,可以通过共享链路来提高链路的利用率,因此人们发明了虚电路交换技术来满足传输需求。
对比项 | 电路交换 | 报文交换 | 分组交换 |
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特点 | 1. 需要建立专用线路 2. 面向物理链接 3. 中继节点不需要处理信息 | 1. 交换机需要存储 2. 传输时延不确定 3. 差错控制 | 1. 粒度更小
| 优点 | 1. 传输时延小 2. 实时性强 | 1. 不需要专用线路 2. 不需要接收方等待空闲
| 1. 分组的长度固定,简化了存储管理 2. 减少了出错机率和重发数据 | 缺点 | 1. 突发性通信不适应 2. 独占链路 3. 没有差错控制能力 | 1. 报文比较大时候需要比较大的缓冲区
| 1. 可能出现失序、丢失或重复分组 2. 分组到达目的结点时,要对分组按编号进行排序等工作 | 应用场景 | 交互式会话、PSTN(公共交换电话网络) | 电报、信函、文本文件等报文信息 | 路由器、帧中继等 |
对比项目 | 分组交换-虚电路 | 分组交换-数据报 |
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特点 | 1. 通过虚呼叫设置一条虚电路 2.面向连接 | 1. 每个分组独立选路 2.在目的地重新组装报文 3. 面向无连接 | 优点 | 1. 可靠 2. 保存顺序 | 有故障可以绕过故障点 | 缺点 | 如有故障,经过故障部分数据丢失 | 需要进行排序等工作 |
5. ISO/OSI、TCP/IP
OSI模型是一种概念模型,是一种一个试图使各种计算机在世界范围内互连为网络的标准框架。它并没有提供一个可以实现的方法,而是描述了一些概念,用来协调进程间通信标准的制定。即OSI参考模型并不是一个标准,而是一个在制定标准时所使用的概念性框架。
TCP/IP协议簇是一种网络通信模型,以及整个网络传输协议家族,为网际网络的基础通信架构。TCP/IP提供了点对点链接的机制,将资料应该如何封装、寻址、传输、路由以及在目的地如何接收,都加以标准化。常认为是简化的OSI模型。
接下来,我会在每章中从底向上的对计算机网络进行梳理,请看后续博文。
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