计算机网络架构

网络

  • 过去的网络 –> 专用设备处理单一数据
    • 哑终端连接大型机 –> 终端处理键盘输入
    • 有声电话网络 –> 话筒处理音频
    • 有线电视网络 –> 电视处理视频
  • 计算机网络 –> 通用、可编程设备处理多种数据
    • 典型的网络架构,比如Internet
    • 典型的角色,比如用户、开发者、网络架构师、运营商、制造商

计算机网络的要求

  • 计算机网络的第一个要求是连接性 –> 将一组计算机连接在一起
    • 链路(Link) –> 物理介质,比如同轴电缆、光纤
    • 节点(Node) –> 链路连接的计算机
    • 点对点 –> 一个链路连接两个计算机
    • 多路访问 –> 一个链路由多于两个计算机共享
    • 无线链路 –> 比如蜂窝网络、WiFi网络
  • 计算机网络的第二个要求是伸缩性 –> 扩展至任意大的规模
    • 交换网络
      • 主机(Host) –> 本地节点
      • 交换机(Switch) –> 云端节点
      • 主机连接到交换机,交换机连接在一起
    • 多个网络之间形成的网络,即Internet
      • 路由器(Router)、网关(Gateway) –> 连接多个网络的节点
      • Internet可以通过递归地增加网络,扩展至任意大的规模
  • 计算机网络的第三个要求是复用 –> 节点共享网络资源
    • 通信的复用
      • 时分复用(Time Division Multiplexing,TDM)
      • 频分复用(Frequency Division Multiplexing,FDM)
      • TDM的时间槽、FDM的频段是固定的,无法满足计算机网络快速变化的网络需求
    • 计算机网络的统计复用
      • 包(Packet) –> 不超过最大长度的数据块
      • 消息需要分段为多个包,交换机决定发送哪个包
      • 如果需要发送的包太多,那么交换机将其存放在缓冲区;如果缓冲区耗尽,那么网络发生拥堵
  • 计算机网络的第四个要求是面向应用 –> 应用程序可以相互通信
    • 进程(Process) –> 主机上运行的应用程序
    • 逻辑信道(Logical Channel)–> 主机之间的连接抽象为云,进程之间的连接抽象为逻辑信道
      • 请求/响应信道
        • 客户端(Client) –> 发送请求的进程
        • 服务器(Server) –> 返回响应的进程
      • 消息流信道
        • 比如用于流媒体

计算机网络的协议