不仅仅是自考----计算机网络原理

不仅仅是自考---计算机网络原理(第一章)

一、计算机网络的发展史(上)

第一阶段:面向终端的计算机网络
第二阶段:共享分层的计算机网络
第三阶段:开放式标准化网络
第四阶段:因特网、高速网络
1.1 为什么要了解计算机网络的发展历史?

通过学习了解计算机网络的发展历史,能够循循渐进的了解不同阶段不同时期,人们解决问题的方案和思路。通过了解发展过程,能够加深对计算机网络的知识的理解。使你能够更加有效的利用网络。
人类进化

1.2 面向终端的计算机网络

计算机网络的本质是为了通信,传输数据。1946年第一台计算机问世,以体积大,价格昂贵为其主要特点。

美国军方为了保卫其领土安全创建了半自动地面防空系统(SAGE),同时在各个州都建立了相关雷达和测量设备,为了将这些雷达和测量设备监控的数据进行统一分析和处理,从而设计并实现了一个以单处理机为中心的多终端联机系统
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终端:远程的输入输出设备(在另外一个地方的电脑或者显示器等设备)
优点:

  1. 以单处理机为中心的联机网络
  2. 集中式控制

缺点:

  1. 主机负载大
  2. 线路利用率低
  3. 可靠性差

此种网络模型的优点不言而喻,主机具有高度的控制性,简单高效。但缺点也是很明显的,当主机被攻击,所有的终端将无法工作。(大型分布式系统中,一定是多个主从,同时会有多中心的概念,因此在现实生活中,我们也应该做好多重考虑,不仅仅只是靠上班获取薪酬这一条道路,同时也要做好相关的理财,并持续学习在不同的方向开花结果。)。其次主机的工作任务繁重,不仅要计算数据,还要考虑如何发送数据以及接受数据。(处理完的数据先发送给谁?同时有终端发送过来数据,我该先接收哪个?)
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为了解决主机压力和线路利用率的问题,科学家研发了如下几种设备。
FEP:前端处理机(用来发送数据,处理如何发送,何时发送)
CCU:通信控制器(控制终端的通信数量和数据)
Model:调制解调器(用来将数字数据和模拟信号之间进行转换)
终端集中器:将低速的终端集中连接起来,然后通过高速通道和主机相连接
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对于第三个问题单一主机的问题,依旧没有解决。

1.3 共享分层网络的计算机网络

冷战期间,美国研发了ARPANET网络模型。实现了多主机共享网络架构。该架构是计算机网络的里程碑。为英特网的发展以及后续的网络模型奠定了基础。
ARPNET的主要目标是借助于通信系统,使网内各计算机(终端)间能够共享资源。
ARPNET(分组交换网络
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优点:

  1. 分布式(多主机为中心,网络结构从主机-终端转为主机-主机)
  2. 主机能够发挥其最佳性能,工作能力提升(主机负责数据处理和通信)
  3. 可靠性增加,安全性相对增加

缺点:

  1. 由单一主机的简单特性,变为复杂特性
  2. 主机不仅要处理与终端的通信还要处理与其它主机的通信

为了解决主机的复杂性,在ARPENT的基础上,科学家进行了分层的设计,将原来主机要做的通信任务剥离开,使用CCP(通信控制处理器)来承担主机的通信任务,同时将原有的网络划分为资源子网和通信子网两个类别。
资源子网:负责信息处理,包括服务器主机,客户端机器
通信子网:负责数据传输,hub(集线器)交换机,路由器。

分组:从两个方面理解
1、传送数据上要进行分段。
为什么要分组?直接传送数据不是又快又好?
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俗话讲,一口吃不成个胖子,贪多嚼不烂。通信子网在传递数据的时候,如果不进行分段操作,那么在传送大量的数据的时候会导致灾难性的后果-当传送的数据中有一个数据发送错误,那整个数据将需要重新传递。因此通信子网会将数据进行分段传送,同时在每个数据包中添加一些额外的信息。这些额外的信息包含了这个包要送到哪里,同时要怎么送到目的地。在分割包的时候,出现了两种不同的方式,一种是ATM固定式53B =( 5(额外信息)+48(具体数据))另外一种是现在Internet采用的限制最大长度(1500b)的动态式。两种方式各有千秋,在不同的场景下能发挥网络的最大效率。
ATM方式的优点:传送速率块,效率高。缺点:固定大小,不足时需要填充数据。同时网络利用率不高,值过大则容错率下降,值过小,不能利用有限的网络带宽。
Internet的方式在于其能够有效的利用当前的网络带宽,在网络不好的时候减少包的大小。

2、子网的中间节点要进行数据缓存。子网采用先存储在转发的方式进行通信
为什么要进行数据缓存?
原因在于:网络不是直接连接的,为了容纳更多的使用者,网络被设计成了多节点的模式。每个节点都会与其他节点进行互联。在传送数据的时候,首先要进行寻址操作,找到目的地,这时候如果数据不加存储就会造成数据丢失,同时为了保证数据的准确性,还要进行相应的纠错,因此需要对数据进行缓存。也就是先存储在转发的方式。

小结

从计算机网络的发展中可以学习到在解决问题上的一般思路,首先是实现简单可用的功能。然后找出该功能的不足,采用分割细化的思想逐步的解决问题。从计算机网络的分层可以看出,细化并隔离问题,针对每个问题采用可靠高效的方案,使得系统能够更具维护性与稳定性和可靠性。在软件开发和互联网开发中,大量采用了分层的思想。如java项目中的三层技术、将项目分为业务逻辑层、数据访问层、实体层(视图层)。

“能不能不要再说‘帮’我了?帮我做家务,帮我带小孩,帮我找工作,这难道不是你的家、你的事、你的孩子吗?再说,要是我去工作,赚来的钱难道都只花在我身上吗?干吗说得好像是发善心帮别人做事一样?”《82年生的金智英》。家庭是两个人的事情,希望大家都过得好,相互体谅对方的不易,不要称为终究还是一个人扛下了所有。
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