Crash Course CS E28:计算机网络

阅读数: 次 2020-03-08

Crash-Course-CS-E28-计算机网络

明天正式开课的我来为计算机网络临时抱抱佛脚

本文涉及如下概念的理解：

局域网：Local Area Networks -LAN
媒体访问控制
载波侦听多路地址访问
指数退避：指数级增长等待时间的方法” transmission protocol”
冲突域
电路交换
报文交换
分组交换

局域网：Local Area Networks -LAN

Latency

用户在全球网络中发送和接受信息的能力

the time it takes for a message to transfer

LAN

近距离组成的网络(注意local)的理解。

以太网”Ethernet”

图示：

graph LR  
A---B---C
D---E---F
A---D
A---E
A---F
C---F
D---C
B---E
B---D

以太网最简单的形式：一条以太网电线连接数台计算机；

Transmit: 以电信号的形式将数据传入电缆；

如图所示：对于每个计算机来说，数据经过电缆共享，故对于终端的PC来说他们不知道数据是传给谁的，所以他们需要每台计算机有唯一的“媒体访问控制地址”即 MAC地址

MAC 媒体访问控制体制

MAC address is put into a header that prefix any data sent over the network
every computer made today comes with its own unique MAC address for both Ethernet and WIFi

CSMA 载波侦听多路访问

定义

多台电脑共享一个传输媒介；
Carrier Sense multiple access

Carrier

any shared transmission medium that carries date;
比较形象的一点来说，以太网的Carrier可以是铜线；WI-FI的Carrier可以是传播无线电波的空气。

很多计算机同时侦听**载体，所以叫”侦听”和”多路访问”；

Bandwith 带宽

定义

the rate “速度” which a carrier can transmit data.

shared carrier的弊端

多台计算机同时向载体中写入的概率会上升，那么就会出现collision

解决collision的方法

指数退避：Exponetial Backoff
减少同一载体中设备的数量和其中的设备.
```
而这其中的设备总称冲突域。
```
如我们之前画图所表示的那样，一台电缆连接6台计算机，a.k.a one collision domain。

冲突域

为了解决冲突，可以用NetWork Switch(交换机) 将它拆成两个冲突域。

如图所示。

Switch

交换机位。

switch sits between smaller networks(注意这里的smaller的比较是来源于我们的一个collision domain 和被拆成的两个collision domain 进行相比较)

而对于大型网络而言，从一个地点到另一个地点通常有多条路线，这就是路由。

传输数据的两种方法

路由 Routing

将两台相隔遥远的计算机网络进行连接的最简单的办法是分配一条专用的通信路线。

c.f.电话接线员

但是这种方法最大的不足是总有闲置 unused capacity,好处是，如果有一条专属于自己的路线，个人可以最大限度地随意使用。

Message Switching 报文交换

c.f. 邮政系统，不同于A和B之间有一条专门的路线，消息会经过好几个站点。

即我举个简单的例子，我想从深圳往上海寄东西，如果我选择Routing的方式，那么我这个专门只走深圳-上海的专线。而如果我选择报文交换，这个就不是专线啦，是路过广州、厦门、福州、等等最后到上海。

好处是：通信的容错性高。

hop count

跳数:消息沿着路由(route)跳转的次数。

记录跳数

记录跳数很有用，因为可以知道路由的错误出在哪里，即identify route problems。

跳数限制

如果看到某条消息的跳数很高，就知道路由肯定哪里错了。

报文交换的缺点

有时候报文比较大，解决方法是将大报文分成很多小块，叫”数据包”。

Just like with Message Switching, each packet contains a destination address on the network,so routers know where to forward them.

This format is defined by the “Internet Protocol“, or IP for short.

Internet Protocol

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