计算机网络与通信Day01:数据通信,网络,连接类型,网络分类
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概念多不要着急,以后慢慢做项目理解,老师也是这么过来的
手头要有一个本英文参考书,因为同一个概念中文有许多不同的翻译。
自学为主(自己去看书),上课解惑
0x00 数据通信:
本节要点:组件,数据表示,数据流
电信(telecommunication) 是指在一定距离上的通信。(tele希腊语,意为远程的)
数据(data) 是指以任何格式表示的信息,该格式需要创建和使用数据的双方达成共识(Protocol)。例如:现在数据交互的格式json xml,还有数据的用途不同,格式不同,例如图片,视屏,音频。
1.数据通信系统的四个关键因素:
抖动性讲得其实就是数据通信时的切包和组包,网络是不能保证切包后各个小包按照顺序到达的。
2.数据通信系统的五个组件
通信双方(sender + receiver)+介质(medium 例如:网络)+消息message+Protocol协议
3、数据流
单工:通信双方只能收或者发,数据只能有一个流向。例如:上图中主机只能向显示器发送数据。显示器不能向主机发送数据
半双工:通信双方既能收也能发,但是同一时间只能一方发一方收。例如:对讲机
全双工:通信双方既能收也能发,收发同时进行,例如电话。
记住例子,反推概念
0x01 网络
以上讲的是点对点的通信,下面来说网络:
1.分布式处理
分布式处理其实不是近几年的概念,已经出现了几十年了。分布式处理一开始解决的需求很朴素:一台计算机的算力比较弱并且计算机比较贵,处理大数据需要很长时间,为了缩短时间,提出了分布式处理
分布式处理的前提:是任务可以拆分,不是所有任务都可以拆分,有些任务就是原子任务,不能拆,有些任务就是相互依赖,不能并行。
首先,将大任务拆分成小任务,然后将各个小任务运行在各个计算机上,最后将结果进行合并。
就是这么一个最朴素的想法:分而治之法
但是近几年又发生了一些变化:云计算
原来的想法是将计算机资源分布,而云计算的思路是将计算机资源整合成一个云,一个超算中心,并且支持资源的再分配。计算机的发展史可以说是一个合分合的过程。
还有边缘计算的概念,所谓边缘就是移动终端,现在移动终端的计算能力也很强,但是并不是所有时间你都在使用,一部分时间是在被闲置。那么为何不将闲置利用起来呢?
2.网络准则:
可靠性有两个英文
- reliability
- safety:指系统抗灾抗毁的安全
安全性:
- security:指的是抵抗网络攻击的能力
3.连接类型:
multipoint:多点连接 又叫bus 即总线连接,通信各方都挂在总线上
网络拓扑结构:
1.全连接结构
全连接网状结构 其实就是全连通图。要实现各个station之间的全联通,用单工链路该多少条呢?用双工链路得多少条呢?
单工链路:即意味着从A到B 与 从B到A是不同的事
双工链路:意味着 一来一回是一回事,所以必须除以2
优点:这个网络的抗毁性非常强,很难去孤立一个点
缺点:如果这个网是一个有线网,这个网的建设成本会非常大。O(n^2)
这种结构都是在无线网(自组织网)里面用。没有人把这个用到有线网里面。但是,无线网也有问题,如果这些节点是移动的,一个节点与节点距离过大,如果没有中继设备的话,就无法通信了。每一个设备的网卡都必须维护n^2个连接,什么样强大的网卡才能有这个本事,例如无线路由器是有最大连接数的,虽然说C类地址理论上可以有255个,但是一般家用设备只能接30多个,能够接100多个的都是企业级的了,无线路由器也是一个小计算机,它的网卡的能力是有限的,出厂的时候厂商就设置好了。
Star结构:
优点:任何一个设备挂了不影响其他设备
缺点:容易单点失效,如果这个hub挂了,所有节点都挂了,所以最怕被人攻击了hub,一锅端。
想想如果把github给端了,嘻嘻
Bus结构:
总线结构一般都是有线网用的。
优点:任何一个设备失败不影响其他设备
缺点:不能让总线断,例如战争期间发电报就用的是总线结构,通讯兵一边走,一般埋线,阻断敌方通信最好的办法就是找到总电缆挖断它,逮着萝卜一把泥!
环形结构:
将总线结构的cable end一接
优点:抗毁性强,环断一个口,大不了退化成bus结构
总结:
抗毁性最强就是全连接结构,但是成本也是最高的。
之后的三种,抗毁性都比较弱,环性结构稍微好点。
混合结构:
0x02网络分类:
局域网:lacal area network == LAN
hub是用来连接同一网段的。一个hub连起来的就是一个网段。
网关设备:例如路由器,将私有ip转公有ip的设备
广域网:WAN
Internet I大写是一个专有名字,特指国际互联网,小写i就是指任何互联的网络,写一些东西的时候要注意: