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計算機網路:自頂向下(Top-Down)學習筆記_1.1

2022-01-06 08:26:20 軟體設計

一.前言

本人最近正在學習計算機網路課程,參考教材為 計算機網路:自頂向下方法(第七版) (Computer Networking: A Top-Down Approach(7th Edition)),參考的網課為:b站上中科大鄭烇老師的計網課程(BV1JV411t7ow),這個老師的視頻比較新,并且講得很清晰,強烈推薦!

現準備分享自己的學習程序,一來作為課程復習加深印象,二來鍛煉自己的語言組織能力,此后一段時間會不定期更新(因為是自學,課余時間并不固定),本人CSDN新人,還望大家多多關照!


二.正文

首先,計算機網路是一門極其復雜的課程,沒有哪一個人能夠迅速地掌握,在這門課程中涉及極多的概念、協議和技術,因此學習這門課程通常采用分層的結構,這本教材,從書名便能得知其結構:自頂向下,即從應用層開始向下一直到物理層,層與層間的關系為:上層向下層提出需求,下層為上層提供服務,那么我們閑話少敘,開始第一節的學習,

第一章:計算機網路與因特網

第一章主要介紹名詞及概念,十分重要,是后面幾章的基礎,

1.1 什么是因特網

因特網是有史以來人類設計創造的最大的系統,它又數十億的設備連接而成,這些設備如今或已經成為我們生活中的必需品,從手機電腦,到智能手表手環,再到汽車,

本課程我們討論的是一種特定的計算機網路,即因特網(Internet),另有其它計算機網路,如軍事網路,不在本課程討論范圍內,

(1)從因特網構成視角(因特網具體構成如下圖:)

我們把所有連入因特網的設備成為主機(host)或端系統(end system),此二者意思相同,

端系統通過通信鏈路(communication link)和分組交換機(packet switch)連接到一起,連接它們的物理媒介包括但不限于:同軸電纜、銅線、光纖和無線電,

鏈路的速率通過位元/秒(bit/s, 即bps)來衡量,端系統發送資訊時,會將資訊分段、封裝某些資訊后發出,我們將這些資訊稱為分組(packet),

端系統通過因特網服務提供商(Internet Service Provider,ISP)接入互聯網,ISP也呈分層分布,較低層為住宅區、公司、大學等,較高層為國家、國際,較低層通過較高層連接在一起,

因特網中的各類組件需要遵循一定的規則,我們稱其為協議(protocol),協議具體的定義如下:

對等層的物體在通信程序中應該遵循的規則的集合,包括語法、語意和時序,

在原書中的描述為:

A protocol defines the format and the order of messages exchanged between two or more
communicating entities, as well as the actions taken on the transmission and/or receipt of a message or other event.

TCP(Transmission Control Protocol,傳輸控制協議)和 IP(Internet Protocol,網際協議)是因特網中最重要的兩個協議,通常將其統稱為TCP/IP,

每個人都可以為因特網標準添磚加瓦,具有權威性的標準檔案稱為請求評論(Request For Comment,RFC),

(2)從提供服務的視角

我們無法直接使用網路,或是網路中的設備,而是使用運行在設備上的應用程式,這些程式通常涉及多個相互交換資料的端系統,我們將他們稱為分布式應用程式(distributed application),網路系統為應用程式直接提供一個介面,以便它與在網路中其他端系統上的應用程式交換資料,我們將這個介面稱為套接字介面(socket interface),此介面為應用層與傳輸層間的介面(在后續的章節中會介紹),并依賴于更低層級所提供的服務,

(3)協議

要理解網路協議,首先要理解人類活動中的協議,

上圖為人類協議和計算機網路協議的對比,可以看出:在人類協議中,既有我們發送的特定報文(special message,如圖中的第一個“Hi”及“Got the time?” ),也有我們根據收到的應答報文或其他事件(例如一段時間內未作答)所采取的動作(如第二個“Hi”及“2:00”),

由此可見:協議即為一套約定俗成的動作,網路協議制約著網路中的設備的活動,可以說,學習計算機網路即是在學習網路協議的構成、原理和作業方式,

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