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  • 虚拟电路网络与数据报网络

    千次阅读 2018-05-08 17:16:01
    一、网络层服务概述 在传输层每个应用可以被提供使用两个服务:无连接的 UDP 和有连接的 TCP,在网络层也能为主机之间提供无连接和有连接的服务。 在计算机网络领域,网络层在向运输层提供服务的时候到底是使用...

    一、网络层服务概述

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    在传输层每个应用可以被提供使用两个服务:无连接的 UDP 和有连接的 TCP,在网络层也能为主机之间提供无连接和有连接的服务。

    在计算机网络领域,网络层在向运输层提供服务的时候到底是使用“面向连接”,还是使用“无连接”的服务,曾引起了长期的争论。原因就是:在计算机通信中,可靠交付应该由谁来负责?是网络核心还是网络边缘的端系统?

    针对上面的问题,有两种重要的服务实现,分别是“无连接”的数据报网络和“面向连接”的虚电路网络。

    二、虚电路网络

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    当两台计算机进行通信时,应当先建立连接(即:在分组交换中建立一条虚电路(Virtual Circuit)),然后双方就沿着建立的虚电路发送分组。这样以来,分组的首部不需要填充完整的目的主机地址,而是只需要填写这条虚电路对应的编号即可,因此减少了分组的开销。

    通过虚电路服务如果再使用可靠传输的网络协议,所发送的分组就可以无差错的按序到达终点,不存在丢失与重复的情况。就像上图,两台主机之间进行分组的交换都必须在事先建立好的虚电路上。

    采用虚电路网络会使网络核心部分变得复杂,需要所有经过这条电路的节点共同维护,如果虚拟电路断开,那么数据将会丢失,只能重新建立虚电路。互联网的先驱者们认为计算机有很强的差错处理能力,因此提出了一种无连接的思路:数据报网络。

    三、数据报网络

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    网路在发送分组之前不需要先建立连接。每一个分组(IP 数据报)独立发送,与其前后的分组无关(无编号)。网络层不提供服务质量的保。也就是说,所传送的分组可能出错、丢失、重复和失序(不按顺序到达终点),也不保障分组交付的时限。由于传输网络不提供端到端的可靠传输服务,这就使网络中的路由器比较简单,从而使减轻网络核心的负担,并且价格也比较低。

    如果主机中进程间的通信需要可靠的数据交付,那么就由网络的主机中的运输层负责(差错检测、流量控制等)。采取这种设计有很多好处:网络造价相对较低,运行方式灵活,可以适用多种应用。

    目前的互联网能够发展到今天的规模,正是因为采用了这种设计思路。OSI 体系的支持者曾极力主张适用可靠传输的虚电路网络,但是这早已经成为历史了。

    TCP/IP 体系的网络架构提供的就是数据报网络服务。

    四、虚电路网络与数据报网络的区别

    对比 虚电路网络 数据报网络
    思路 可靠通信由网络来保障 可靠通信由网络主机保障
    连接的建立 需要建立连接 不需要建立连接
    终点地址 仅在连接建立时使用,每个分组使用虚拟电路号 每个分组都有完整的终点地址
    分组转发 沿着虚拟电路进行转发 每个分组独立选择路由进行转发
    节点故障时 所有通过故障节点的分组均不能到达 当一个节点出故障时,不影响其他的节点
    分组的顺序 按发送顺序到达终点 不一定按发送顺序到达终点
    差错处理与流量控制 可以由网络负责,终点也可以由主机负责 由主机负责

    五、other

    网络真是一个有趣的东西,神秘而又复杂。陆陆续续参考资料、书籍总结了几篇关于网络知识方面的博文,是因为觉得只有更了解计算机才能学好计算机。这可能是一个枯燥的过程,但是哪有什么事都那么容易呢?坚持便是最好的学习方式。

    参考书籍:
    《计算机网络》 谢希仁 著

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  • 虚拟电路服务和数据报服务 使用数据报服务的时候, 对比的方面 虚电路服务 数据报服务 思路 可靠通信应当由网络来保证 可靠通信应当由用户主机来保证 连接的建立 必须有 不要 目的站地址 仅在连接建立...

    虚拟电路服务和数据报服务

    • 使用数据报服务的时候,
    对比的方面 虚电路服务 数据报服务
    思路 可靠通信应当由网络来保证 可靠通信应当由用户主机来保证
    连接的建立 必须有 不要
    目的站地址 仅在连接建立阶段使用,每个分组使用短的虚电路号 每个分组都有目的站的全地址
    分组的顺序 总是按照发送顺序到达目的站 到达目的站时不一定按发送顺序
    端到端的差错处理和流量控制 可以由分组交换网负责,还可以由用户主机负责 由用户主机负责
    分组的转发 属于同一条虚电路的分组均按照同一路由进行转发 每个分组独立选择路由进行转发
    当节点出故障时 所有通过出故障的结点的虚电路均不能工作 故障结点可能丢失分组,一些路由可能会发生变化
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  • 虚拟互联网 网络互连的设备 中间设备又称为中间系统或中继(relay)系统。 物理层中继系统:转发器(repeater)。 数据链路层中继系统:网桥或桥接器(bridge)。 网络层中继系统:路由器(router)。 网络层以上的...

    网络层提供的两种服务

    网络层关注的是如何将分组从源端沿着网络路径送达目的端
    在计算机网络领域,网络层应该向运输层提供怎样的服务(“面向连接”还是“无连接”)曾引起了长期的争论。
    争论焦点的实质就是:在计算机通信中,可靠交付应当由谁来负责?是网络还是端系统(现在是端系统)
    就好比如现在的快递服务,如果是两个人之间直接交易还能确保物品的正确交换,但是如果是像快递一样,客户和商家之间只是发货和收货,那么在物品传输的过程中出现的问题怎么办?如果是网络提供可靠交付,那么就是每一个快递传送站点都要检查快递是否没有出现问题,这样无疑效率很低,所以是端系统提供可靠交付,快递站默认传输的东西都是没有问题的,到达客户后再由客户看看有没有问题,有问题就让商家重发,快递重新送

    两种服务:网络层应该向运输层提供怎样的服务

    虚电路服务

    虚电路表示这只是一条逻辑上的连接,分组都沿着这条逻辑连接按照数据报操作方式传送,而并不是真正建立了一条物理连接。
    注意,电路交换的电话通信是先建立了一条真正的连接。因此分组交换的虚连接和电路交换的连接只是类似,但并不完全一样。
    在这里插入图片描述
    H1发送给H2的所有分组都沿着同一条虚电路传送,如果这条线路断开了,那么H1和H2就是不通的了

    数据报服务

    网络层向上只提供简单灵活的、无连接的、尽最大努力交付的数据报服务
    网络在发送分组时不需要先建立连接。每一个分组(即IP数据报)独立发送,与其前后的分组无关(不进行编号)。
    网络层不提供服务质量的承诺。即所传送的分组可能出错、丢失、重复和失序(不按序到达终点),当然也不保证分组传送的时限。

    尽最大努力交付的好处:
    “由于传输网络不提供端到端的可靠传输服务,这就使网络中的路由器可以做得比较简单,且价格低廉(与电信网的交换机相比较)。
    如果主机(即端系统)中的进程之间的通信需要是可靠的,那么就由网络的主机中的运输层负责(包括差错处理、流量控制等)。
    采用这种设计思路的好处是:网络的造价大大降低,运行方式灵活,能够适应多种应用。
    因特网能够发展到今日的规模,充分证明了当初采用这种设计思路的正确性。
    在这里插入图片描述
    H1发送给H2的分组可能沿着不同的路径传送,就算里面有一条路线是断开了,那么数据包就会走其他的路线进行传送,两台主机不会无法连接
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    网际协议IP

    虚拟互联网

    网络互连的设备

    中间设备又称为中间系统或中继(relay)系统。
    物理层中继系统:转发器(repeater)。
    数据链路层中继系统:网桥或桥接器(bridge)。
    网络层中继系统:路由器(router)。
    网络层以上的中继系统:网关(gateway)。

    网络互连的设备:路由器
    当中继系统是转发器或网桥时,一般并不称之为网络互连,因为这仅是一个网络扩大了,而这仍然是一个网络。
    网关由于比较复杂,目前使用得较少。互联网都是指用路由器进行互连的网络。
    由于历史的原因,许多有关TCP/IP的文献将网络层使用的路由器称为网关
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    互连网络与虚拟互连网络

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    虚拟互连网络的意义
    所谓虚拟互连网络也就是逻辑互连网络,它的意思就是互连起来的各种物理网络的异构性本来是客观存在的,但是我们利用lP协议就可以使这些性能各异的网络从用户看起来好像是一个统一的网络。使用IP协议的虚拟互连网络可简称为lP网。
    使用虚拟互连网络的好处是:当互联网上的主机进行通信时,就好像在一个网络上通信一样,而看不见互连的各具体的网络异构细节。

    IP协议简介

    网际协议IP是TCP/IP体系中两个最主要的协议之一。
    与IP协议配套使用的还有四个协议:
    地址解析协议ARP(Address Resolution Protocol)
    逆地址解析协议RARP(Reverse Address Resolution Protocol)
    网际控制报文协议 ICMP(Internet Control Message Protocol)
    网际组管理协议IGMP(Internet Group Management Protocol)
    在这里插入图片描述

    IP层次结构

    层次化IP地址

    在这里插入图片描述
    比如右边的路由器接收到的地址的前面是192.168.1开头的目的地址,那么就会不理后面的是什么,直接向左边发送出去,为192.168.1的网段在左边
    主机地址不能全为0,也不能全为1
    主机号全0表示的是网络本身,这个标识一个网络的
    主机号全1代表的是向这个网段直接广播的

    网络地址

    网络地址(也可以称为网络号)唯一指定了每个网络。同一网络中的每台计算机都共享相同的网络地址,并用它作为自己IP地址的一部分。
    在这里插入图片描述
    IP地址就是32位的,A类IP地址将网络地址用8位表示,24位表示主机地址
    这样在同一个网段就可以有256256256太机器

    B类地址就是16位网络地址和主机地址
    C类地址是24位网络地址,8位主机地址,一个网段可以有256台机器
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    根据上面的二进制和十进制之间转换的特点,网络的设计者可能想使用前面的8位来区分ABCD类地址

    以0开头的就是表示A类地址,表示从0-127
    而10开头的就是表示B类地址,表示从128-191
    而110开头的是表示C类地址,表示从192-223
    而1110开头表示D类地址,表示从224-239
    下图的最大可指派的网络数
    A因为第一位必须是0,还不能是全0和全1,所以就是2^7-2
    B因为10,少了两位,还有128.0表示环回,表示本身,通常不指派,所以减去一个1
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    几个特殊的IP地址

    127.0.0.1 本地环回地址
    169.254.0.0 计算机在向网络获取IP地址的时候获取不到,就自己产生一个临时地址
    保留的私网地址
    10.0.0.0
    172.16.0.0----172.31.0.0
    192.168.0.0----192.168.255.0

    (1)  广播地址
        TCP/IP协议规定,主机号全为“1”的IP地址用于广播之用,称为直接广播地址。用以标识网络上所有的主机,例如,192.168.1.10是一个C类地址,广播地址是192.168.1.255。当某台主机需要发送广播时,就可以使用直接广播地址向该网络上的所有主机发送报文。
    (2)有限广播地址
        有时需要在本网内广播,但又不知道本网的网络号,于是TCP/IP协议规定,32比特全为“1” 时的IP地址用于本网广播。因此,该地址称为“有限广播地址”,即255.255.255.255(3)0”地址
    TCP/IP协议规定,主机号全为“0”时,表示为“本地网络”。例如,“128.20.0.0”表示“128.20”这个B类网络,“192.168.1.0”表示“192.168.1”这个C类网络。
    (4) 回送地址
        以127开始的IP地址作为一个保留地址,例如127.0.0.1,用于网络软件测试以及本地主机进程间通信,该地址被称为“回送地址”。
    
    

    子网掩码的作用

    子网掩码(subnet mask)又叫网络掩码、地址掩码,它是一种用来指明一个IP地址的哪些位标识的是主机所在的子网以及哪些位标识的是主机的位掩码。子网掩码不能单独存在,它必须结合IP地址一起使用。子网掩码只有一个作用,就是将某个IP地址划分成网络地址和主机地址两部分。
    如果一台计算机的IP地址配置为172.16.122.204,子网掩码为255.255.0.0。将其IP地址和子网掩码都写成二进制,进行与运算,即1和1与运算得1,0和1或1和0做与运算都得0。这样经过IP地址和子网掩码做完与运算后,主机位不管是什么值都归零,网络位的值保持不变,这样就得到该计算机所处的网段为172.16.0.0。
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  •  SVC是Switching Virtual Circuit的缩写,意思是交换虚拟电路。信息包交换虚拟线路(节点之间只在需要传送数据时才建立逻辑连结) 面向连接的网络中,从一台计算机到另一台计算机的连接。SVC是虚拟的,因为路径是从...

    百科:

      SVC是Switching Virtual Circuit的缩写,意思是交换虚拟电路。信息包交换虚拟线路(节点之间只在需要传送数据时才建立逻辑连结) 面向连接的网络中,从一台计算机到另一台计算机的连接。SVC是虚拟的,因为路径是从路由表中得到的,而不是建立物理线路。SVC是交换的,因为它能按需要建立,类似于一次电话呼叫。

     SVC虚拟化存储

      首先用图来解释下它的作用及在企业中的应用方案。

        存储虚拟化:就是在物理存储系统与服务器之间增加一个虚拟层。它是一种具有智能结构的系统,它将允许您以透明有效的方式在磁盘和磁带上存储数据,统一管理磁盘空间,使得您的存储系统能够容纳更多的数据,也使得更多的用户可以共享同一个系统。在虚拟存储环境下,无论后端物理存储是什么设备,服务器及其应用系统看到的都是其物理设备的逻辑映像。即使物理存储发生变化,这种逻辑映像也不会改变,系统管理员不必再关心后端存储,只需专注于管理存储空间,所有的存储管理操作,例如系统升级、建立和分配虚拟磁盘、改变 RAID 级别、扩充存储空间等都比以前容易的多,存储管理变得轻松简单。在虚拟存储环境下,存储对用户来说将变得透明,用户可以不必关心存储设备的功能差别、容量大小、设备类型和制造商如何,所有的设备将被统一管理,而且赋予统一的功能如Flashcopy、远程灾备等。

     

     

    转载于:https://www.cnblogs.com/sbaicl/archive/2013/02/05/2869648.html

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