2017年5月27日 (六) 04:11的版本

计算机网络Computer Networks

计算机网络设计

两种设计思路

• 电话系统

笨终端，聪明的网络

确保每个网络部件都是可靠的

系统可靠性＝部件可靠性

通过局部冗余实现部件的高可靠性

期望每个部件都能正常工作，部件失败的可能性很低

需要人工配置的，高度控制的网络

• 互联网

建立在简单的、不可靠部件上的可靠系统

自适应的系统

聪明的终端，可以修正传输错误

工程设计的艺术

工程经济学（经济管理学院 ）

• 互联网架构理念：

颠覆原有的理念，获得用户的支持

鼓励自由创新，成功的商业化模式

在众多的竞争中， TCP/IP架构胜出

• 技术竞争：

从发展的角度去考虑设计问题

从不可靠的网络出发，构建可靠的网络

从互信、未考虑安全因素出发，构建安全网络

从对等角度，构建大规模系统

• 新事物发展过程：

由弱到强，由小到大

互联网Internet

TCP/IP协议簇

• IP协议（Internet Protocol）

IP (Internet Protocol)协议由RFC 791定义，Internet IP网络层协议，尽力而为传送数据到达指定地址，不确认数据是否正确到达，是一种无连接(Connectionless)的协议。

主要功能：网包（Packet)路由选择(Routing)、Packet分段(Fragmentation)及重组(Re-assembly) 。

网络互连协议IP（IP over everything）

应用承载协议（Everything over IP）

基于无连接的分组交换技术(网包)

With IP, “the network knows nothing about individual end applications; end applications know nothing about network internals” -Van Jacobson

• 端到端的管道

• • TCP：定义于 RFC 793 (Transmission Control Protocol)

Connection Oriented (面向连接) 并建立 End-to-End (端对端) Process-to-Process (程序对程序)、Reliable Data Delivery (可靠的数据递送)。

TCP 提供以下三个基本功能：

Reliability：克服 Packet Loss，传送的数据依照顺序交给程序

Multiplexing：通过不同的端口可使相同的IP 地址可以提供上层不同的服务，如 FTP，Telnet，HTTP 等

Flow Control 或 Congestion Avoidance and Control：避免网络或接收端拥塞，以便提供有效率的传输

• • UDP：定义于 RFC 768（User Datagram Protocol）

提供应用程序能够在最低的协议机制下送消息给其他应用程序。

无法保证是不是传送得到或是会被重制或有没有依照传送顺序到达。

讲究传输速度且允许一点数据流失 (Data Loss) 或是数据包丢失 (Packet Loss) 的应用程序常用 UDP 协议。例如 Skype、VoIP、QQ 使用语音等。

以太网 (Ethernet)

• 标准以太网： 吞吐量10Mbps

CSMA/CD（带有冲突检测的载波侦听多路访问）的访问控制方法

传输介质: 双绞线和同轴电缆

• 快速以太网（Fast Ethernet）：吞吐量100Mbps

1995年3月IEEE宣布了IEEE802.3u 100BASE－T快速以太网标准（Fast Ethernet）

100BASE－TX 、100BASE－FX、100BASE－T4

千兆以太网 (Gigabit Ethernet)

IEEE802.3z 基于光纤和短距离铜缆的 1000Base-X

1000Base-SX, 1000Base-LX, 1000Base-CX

IEEE802.3ab 1000Base-T

• 交换式以太网

传统以太网技术的缺陷是带宽共享

交换式以太网交换机（switch）采用交换技术可以实现带宽独享。

SDN交换机