震驚!推廣TCP/IP的理念竟然與推廣普通話的理念相同?

前言

IBM推出SNA后,各廠也推出了網(wǎng)絡(luò)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。因協(xié)議不同,不同廠商的軟硬件無法通信。于是,TCP/IP通信協(xié)議家族就登上了歷史舞臺(IETF主導(dǎo)),基于TCP/IP構(gòu)建起了現(xiàn)代化的互聯(lián)網(wǎng)體系(互聯(lián)網(wǎng) = IP網(wǎng)(Internet Protocol Net)= 互聯(lián)協(xié)議網(wǎng))。TCP/IP的協(xié)議規(guī)范也被各個廠商遵守,成為事實(shí)上的網(wǎng)絡(luò)互通標(biāo)準(zhǔn),逐漸成為了全世界應(yīng)用最廣泛的通信協(xié)議。很多其他類型的網(wǎng)絡(luò),例如電話網(wǎng),也在向著這個體系靠攏,不斷擴(kuò)充著TCP/IP的家族。

這就好比普通話(漢語發(fā)音標(biāo)準(zhǔn))。說不同方言的人,通過普通話,可以相互理解(可以把普通話和方言理解為協(xié)議,說話理解為通信,說話的內(nèi)容理解為數(shù)據(jù)),因此,普通話也越來越發(fā)展。

OSI模型

同層對協(xié)議,上下有接口

同層對協(xié)議,上下有接口

OSI功能拆分

應(yīng)用層

應(yīng)用類型的協(xié)議,用戶數(shù)據(jù)交換接口

表示層

進(jìn)行設(shè)備特有數(shù)據(jù)格式網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)傳輸格式的轉(zhuǎn)換,解決不同設(shè)備對于同一比特流不同理解的問題

會話層

通信管理,負(fù)責(zé)建立和斷開通信連接,建立數(shù)據(jù)流動的邏輯(控制怎么使用建立好的連接,可以通過HTTP的session來類比此處,整個過程都是邏輯上的連接與斷開,例如,我們的session過期了,那么只是不能訪問管理程序了,登錄程序還是可以訪問的,也就是實(shí)際上的網(wǎng)絡(luò)連接并沒有中斷,網(wǎng)絡(luò)連接的真實(shí)中斷和連接由傳輸層負(fù)責(zé)

傳輸層

建立可靠(報錯重發(fā))傳輸邏輯通路,無需路由器參與


網(wǎng)絡(luò)層

真正的數(shù)據(jù)發(fā)送層,負(fù)責(zé)尋址(網(wǎng)絡(luò)內(nèi)地址唯一)與路由選擇,目標(biāo)地址可以是多個網(wǎng)絡(luò)通過路由器連接而成的一個地址,確保數(shù)據(jù)能夠正確傳輸?shù)侥康牡?/p>

數(shù)據(jù)鏈路層

負(fù)責(zé)物理層面的互聯(lián)與節(jié)點(diǎn)間的通信傳輸,接收和發(fā)送具有意義的、封裝成數(shù)據(jù)幀的0、1序列,這個數(shù)據(jù)幀可以理解為一個分段(segment),數(shù)據(jù)鏈路層發(fā)送和節(jié)收的就是這樣的一個分段

物理層

真正的物理介質(zhì),設(shè)備帶有MAC地址(Media Access Control介質(zhì)訪問控制),也可以理解為物理地址或者硬件地址,負(fù)責(zé)0、1比特流(也就是數(shù)據(jù)鏈路層的0、1序列)與電壓的高低、信號燈的閃滅之間的交互,界定連接器和網(wǎng)線的規(guī)格,同時,還會將mac地址附加到數(shù)據(jù)頭中


分層數(shù)據(jù)傳輸

每個分層上的協(xié)議規(guī)定了該分層中數(shù)據(jù)頭的格式和數(shù)據(jù)頭與處理數(shù)據(jù)的順序

數(shù)據(jù)是如何經(jīng)過路由器的

傳輸方式的分類

有連接比無連接安全,無連接比有連接高效

有連接(可靠)

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無連接(不可靠)

電路交換

一臺機(jī)器獨(dú)占整個電路,其他機(jī)器的鏈接需要等待之前的機(jī)器斷開鏈接。無法支持并發(fā)。

分組交換(蓄積交換)

將數(shù)據(jù)分成多個數(shù)據(jù)包(Packet),按順序排序后,分批次、分順序發(fā)送,共享線路,支持并發(fā)。(數(shù)據(jù)頭中寫入了發(fā)送端、接收端的地址,并發(fā)情況下,也可以將數(shù)據(jù)發(fā)往各自的目的地,數(shù)據(jù)頭可以理解為快遞單快遞單)

例如,要發(fā)A、B、C三個東西到Z,那么A、B、C都分多次發(fā)送,給人的感覺,就是A、B、C共享了線路,因?yàn)?,每次這個發(fā)一點(diǎn),那個發(fā)一點(diǎn),Z上可以看到A、B、C的接收進(jìn)度是共同增加的。

根據(jù)接收端數(shù)量分類

單播(Unicast),1對1傳播
廣播(Broadcast),1對N傳播
多播(Multicast),組內(nèi)1對N傳播
任播(Anycast),組內(nèi)1對1隨機(jī)傳播,例如,DNS根域名解析服務(wù)器

地址唯一性

在某個通信網(wǎng)絡(luò)中,地址具有唯一性。

多播與任播的地址唯一性是通過創(chuàng)造臨時唯一地址的方式實(shí)現(xiàn)的。例如,飛機(jī)上,病人突發(fā)疾病,空姐會說,有哪一位乘客是醫(yī)生,我們需要幫助。那么,哪一位乘客是醫(yī)生,就是臨時地址。

地址的層次

ip地址有層次,MAC地址無層次

MAC地址生成規(guī)則

廠商會為每塊網(wǎng)卡(NIC,network interface card),指定唯一的mac地址。根據(jù)制造商識別碼、制造商內(nèi)部產(chǎn)品編號、產(chǎn)品通用編號來生成唯一的MAC地址。

IP地址如何分層

IP地址由網(wǎng)絡(luò)號主機(jī)號組成,具有聚合性,網(wǎng)路號相同的IP地址在一個網(wǎng)段內(nèi)。MAC地址尋址參考地址轉(zhuǎn)發(fā)表(記錄MAC地址的表)、IP地址尋址參考路由控制表(記錄IP網(wǎng)絡(luò)號和子網(wǎng)掩碼),地址轉(zhuǎn)發(fā)表會自學(xué)并自動生成,路由控制表根據(jù)路由協(xié)議自動生成。

網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成要素

設(shè)備 作用
網(wǎng)卡 使計(jì)算機(jī)連網(wǎng)的設(shè)備,也可以稱作網(wǎng)絡(luò)適配器、LAN卡、網(wǎng)絡(luò)接口卡
中繼器Repeater 從物理層延長網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備
中繼器不能連接一個100Mbps和10Mbps的以太網(wǎng),bridge和router可以。同時,中繼器可以有多個端口,以支持更多的連接,但是,中繼器無法做到無限擴(kuò)大,10mbps的能用4個,100mbps能用2個
網(wǎng)橋Bridge/2層交換機(jī)(L2交換機(jī)) 從數(shù)據(jù)鏈路層延長網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備
,能緩存mac地址,可以連接不同速率的網(wǎng)絡(luò)
路由器Router/3層交換機(jī) 通過網(wǎng)路層轉(zhuǎn)發(fā)分組數(shù)據(jù)的設(shè)備
,根據(jù)ip地址類型緩存及分組IP地址,然后,再次發(fā)送,可以連接不同速率和不同類型的網(wǎng)絡(luò),并分擔(dān)網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷。有的路由器還具有網(wǎng)絡(luò)安全功能
4~7層交換機(jī) 處理傳輸層以上各層網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)脑O(shè)備
,例如負(fù)載均衡器(F5)、帶寬控制器、廣域網(wǎng)加速器、防火墻等
網(wǎng)關(guān)Gateway 轉(zhuǎn)換協(xié)議的設(shè)備
,其實(shí),路由器與網(wǎng)關(guān)行為相似,不過在OSI下,網(wǎng)關(guān)是網(wǎng)關(guān),路由器是路由器。另外,代理服務(wù)器也是一種網(wǎng)關(guān)。防火墻也是特殊的網(wǎng)關(guān)。
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通信媒介與數(shù)據(jù)鏈路

bps = Bit Per Second,代表傳輸能力,因?yàn)槭褂霉怆娦绿杺鬏?,因此,每種物理介質(zhì)上的速度基本恒定(電阻、光阻),這里的速度,指的是單位時間內(nèi)傳輸數(shù)據(jù)的量是多少。也可以稱之為帶框,可以理解為,高速公路,車速基本120,但是8排車道的高速公路,肯定比4排車道的高速公路,通過更多的車。

另外,主機(jī)間由于cpu處理能力,網(wǎng)絡(luò)擁堵程度,報文中數(shù)據(jù)字段的占有份額不同,機(jī)器所能處理的數(shù)據(jù)量也是不同的,這個實(shí)際的傳輸速率就是吞吐量。

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現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)實(shí)態(tài)

1.骨干網(wǎng)、核心網(wǎng) = 高速公路
2.邊緣網(wǎng)絡(luò) = 收費(fèi)站,關(guān)口,路由器或者交換機(jī),
3.接入層、匯聚層 = 國道,省道

說說物理線路和邏輯線路

物理線路可以理解為 實(shí)體的高速公路
邏輯線路就是交通法規(guī)、信號燈、交警執(zhí)勤等

說說LTE = 4G技術(shù)

LTE是3G向4G演變的過渡技術(shù),是3GPP。下行300Mbps,上行75Mbps。LTE使用TCP/IP協(xié)議,處于經(jīng)濟(jì)因素,最初,對于語音使用CSFB(語音保持原來的網(wǎng)絡(luò))。現(xiàn)在,4G已經(jīng)成熟,語音也使用TCP/IP進(jìn)行傳輸了。

利用虛擬化技術(shù),根據(jù)使用者需求,動態(tài)調(diào)整必要硬件資源的機(jī)制,就是“云”

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