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  • 使用iPerf测试服务器之间的网络速度在测量网络速度时,我们...iPerf是专业的网络速度测试工具,可用于测试局域网或因特网上两台计算机之间的网络连接速度,以便您可以更好地了解网络性能。测试过程假设您需要测试主...

    使用iPerf测试服务器之间的网络速度

    在测量网络速度时,我们会使用著名的speedtest测试因特网连接速度。但是使用服务器的过程中,仅测试因特网连接速度并不可靠。在某些情况下,您可能需要配置两台服务器之间的内网传输。因此,了解您的网络性能瓶颈非常重要。iPerf是专业的网络速度测试工具,可用于测试局域网或因特网上两台计算机之间的网络连接速度,以便您可以更好地了解网络性能。

    测试过程

    假设您需要测试主机A与主机B的连接速度。我们需要在计算机A和计算机B上都安装iPerf软件(最新版本称为iPerf3)。iPerf本身不区分客户端和服务器。它使用不同的参数来充当客户端或服务器的角色。我们需要在服务器B上启动服务器,在服务器A上启动客户端,并启动从A到B的连接以测试网络速度。

    安装iPerf3

    iPerf3可以安装在Windows和大多数主流Linux系统上。

    这里我们服务器A以CentOS Server为例,可以通过yum安装iPerf3:

    yum install iperf3

    我们需要在服务器A和服务器B上都安装iPerf3。

    打开测试端口

    我们要测试的是从主机A到主机B的连接速度。数据包是从主机A发送到B的。因此,我们需要打开主机B上的iPerf端口以允许连接。

    这里我们服务器B是Windows主机,在Windows防火墙处添加TCP 5001和5201端口。5001适用于iperf,5201适用于iperf3。如果仅使用iperf3,则只需要打开端口5201。

    iPerf 3的端口也可以通过-p参数指定。同样,指定端口后需要去防火墙处开启此端口。

    准备服务器B

    在服务器B上切换到解压目录运行命令

    cd

    iperf3 -s

    该-s 参数表示“服务器”。iperf3现在充当服务器的角色,并等待默认端口5201上的连接。

    在服务器A上测试

    在服务器A上运行命令

    iperf3 -c -p 5201 -t 10

    -p表示指定的端口号,如果未指定,将使用默认端口5201。-t表示测试应运行多长时间,我在此处指定了10秒。iPerf 支持很多参数,在使用过程中根据实际需求来设置关键参数就可以了,参数在文章最后列出。

    测试在执行命令后开始,我们可以在主机A的输出中看到每个请求的数据大小和网络速度。并查看测试后的平均连接速度。

    在测试期间,服务器B还将显示相同的数据输出:

    我们可以看到,我的两台服务器的连接速度为2.37GB/s,10s内共传输了2.77GB数据。

    通用参数:-p, --port #,Server 端监听、Client 端连接的端口号;

    -f, --format [kmgKMG],报告中所用的数据单位,Kbits, Mbits, KBytes, Mbytes;

    -i, --interval #,每次报告的间隔,单位为秒;

    -F, --file name,测试所用文件的文件名。如果使用在 Client 端,发送该文件用作测试;如果使用在 Server 端,则是将数据写入该文件,而不是丢弃;

    -A, --affinity n/n,m,设置 CPU 亲和力;

    -B, --bind ,绑定指定的网卡接口;

    -V, --verbose,运行时输出更多细节;

    -J, --json,运行时以 JSON 格式输出结果;

    --logfile f,输出到文件;

    -d, --debug,以 debug 模式输出结果;

    -v, --version,显示版本信息并退出;

    -h, --help,显示帮助信息并退出。

    Server 端参数:-s, --server,以 Server 模式运行;

    -D, --daemon,在后台以守护进程运行;

    -I, --pidfile file,指定 pid 文件;

    -1, --one-off,只接受 1 次来自 Client 端的测试,然后退出。

    Client 端参数-c, --client ,以 Client 模式运行,并指定 Server 端的地址;

    -u, --udp,以 UDP 协议进行测试;

    -b, --bandwidth #[KMG][/#],限制测试带宽。UDP 默认为 1Mbit/秒,TCP 默认无限制;

    -t, --time #,以时间为测试结束条件进行测试,默认为 10 秒;

    -n, --bytes #[KMG],以数据传输大小为测试结束条件进行测试;

    -k, --blockcount #[KMG],以传输数据包数量为测试结束条件进行测试;

    -l, --len #[KMG],读写缓冲区的长度,TCP 默认为 128K,UDP 默认为 8K;

    --cport ,指定 Client 端运行所使用的 TCP 或 UDP 端口,默认为临时端口;

    -P, --parallel #,测试数据流并发数量;

    -R, --reverse,反向模式运行(Server 端发送,Client 端接收);

    -w, --window #[KMG],设置套接字缓冲区大小,TCP 模式下为窗口大小;

    -C, --congestion ,设置 TCP 拥塞控制算法(仅支持 Linux 和 FreeBSD );

    -M, --set-mss #,设置 TCP/SCTP 最大分段长度(MSS,MTU 减 40 字节);

    -N, --no-delay,设置 TCP/SCTP no delay,屏蔽 Nagle 算法;

    -4, --version4,仅使用 IPv4;

    -6, --version6,仅使用 IPv6;

    -S, --tos N,设置 IP 服务类型(TOS,Type Of Service);

    -L, --flowlabel N,设置 IPv6 流标签(仅支持 Linux);

    -Z, --zerocopy,使用 “zero copy”(零拷贝)方法发送数据;

    -O, --omit N,忽略前 n 秒的测试;

    -T, --title str,设置每行测试结果的前缀;

    --get-server-output,从 Server 端获取测试结果;

    --udp-counters-64bit,在 UDP 测试包中使用 64 位计数器(防止计数器溢出)。

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  • 计算机不论是大到超算、服务器,小到个人PC、移动终端,对外提供的核心资源,无非两种:一曰“计算”,一曰“存储”。学编程无非就是在利用这两种资源,解决现实中的信息处理问题。所以,从底层理解计算机提供的这两...

    计算机不论是大到超算、服务器,小到个人PC、移动终端,对外提供的核心资源,无非两种:一曰“计算”,一曰“存储”。学编程无非就是在利用这两种资源,解决现实中的信息处理问题。所以,从底层理解计算机提供的这两种资源,正是修炼编程内功的基础。本篇就带大家快速理解计算机体系中的存储层级结构。

    计算机的存储设备,从CPU内部的寄存器、缓冲区、多级高速缓存,到内存、硬盘,一直延伸到网络上的远程计算机,形成一个存储的层级结构。

    寄存器

    存储是为计算提供数据服务的,讲存储就不能不提计算。对CPU来说,其核心的计算部件属于组合电路,组合电路的特点是接收到输入数据后,经过一系列逻辑门的运算(如:与、或、非、异或),立刻得出结果。由于其自身不能存储数据,所以需要为之提供数据输入和保存输出结果,这就要有存储介质了。并且这种存储介质必须要和组合电路的速度同速,才不至于产生计算延迟,当然其容量只需要满足组合电路的一次输入或输出的数据量即可。这种存储介质就是寄存器,它是计算机的顶级存储。

    内存

    由于寄存器只能满足运算部件一次计算的输入/输出要求,所以还需要有更大容量的存储介质,来存储程序运行时的指令和数据,这就是内存(DRAM技术)。

    高速缓存

    但随着CPU的不断提速,内存的数据读写速度远远不能满足,因此需要有更快的存储介质,这就产生了SRAM。小容量SRAM速度基本可以满足CPU的要求,但容量增大读写速度也随之下降,且功耗和造价都比内存高。因此它不能取代内存,只能用于存储内存中的部分数据。

    如果能把CPU所需指令和数据提前从内存加载到SRAM,并按CPU的需要同步更新,就可以只访问SRAM。要实现这一点,靠的就是局部性原理。具体来说,程序执行时,在将来的一段时间内会连续访问与当前数据相邻的数据(空间局部性),或者访问不久前访问过的数据(时间局部性)。这就可以在SRAM中存储与当前数据内存地址相邻的数据,或之前访问过的数据,SRAM由此成为了寄存器和内存之间的缓存。

    由于SRAM容量与性能成反比,小容量虽快但存储的数据量少,为尽量减少对内存的访问,又把SRAM按容量分成了多级结构,典型的如:3级高速缓存(L1、L2、L3),其中L1又分成指令缓存和数据缓存,L2、L3是统一缓存(即指令和数据混合存储)。

    缓冲区

    不过,CPU实在是太快了,SRAM仍不能满足CPU的读写需求,于是缓冲区就出现了。CPU在读写内存时,会先把读写请求发送到缓冲区(一个时钟周期就可以完成,所以没有延迟),之后由缓冲区访问高速缓存。缓冲区会采用“数据预取”和“合并写“等技术提升读写速度,另外缓冲区还会根据读写的依赖关系乱序执行(即CPU的内存访问重排序)。缓冲区也充当了一把缓存的角色(但缓冲区延迟了数据到内存的更新,给多核之下数据的一致性带来了麻烦,编程人不可不察)。至此,主机的存储层级就形成了,即寄存器-缓冲区-3级高速缓存-内存。

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    主机存储层级

    硬盘

    由于内存掉电后数据丢失,这就需要能持久保存、容量更大且更廉价的存储介质,来存储程序的指令和数据,这就是硬盘(如:SSD、HDD)。程序运行时会把指令和数据悉数从硬盘加载到内存,由于现代计算机能同时运行多个程序,且程序所需存储空间越来越大,内存容量远不能满足程序的加载需求。能否在程序运行时,按所需从磁盘加载而不是一次性加载呢?能,还得靠局部性原理。因此内存就成了硬盘和CPU之间的高速缓存,实现这一功能的就是虚拟内存技术(由操作系统与CPU协同实现)。

    远程访问

    随着程序功能的增加,程序所需数据不能全在本机硬盘上存储,还需要通过网络与其他计算机进行数据交换。由于网络访问延迟太高,所以缓存思路又派上用场了,按照局部性原理可在硬盘上保存从其他计算上获取的数据。这样硬盘就成为本机和网络计算机之间的高速缓存了,比如:浏览器会在本地硬盘存储从服务器上下载的网页。至此,计算机的整体存储层级结构就形成了,即寄存器/缓冲区-高速缓存-内存-硬盘-网络。

    另外还需注意一点,不同层级的存储介质之间,数据传输速度不同,如:CPU内部就是高速的内部总线、与内存之间要走系统总线、与硬盘要走I/O总线,与其他计算机要走网络。

    6e3dfa6eb77ebd9a44d9a46c9fe6c473.png

    计算机存储层级结构

    总结

    总结一下,理解计算机的存储层级结构,需要从4个方面考虑:1、CPU处理的数据来源;2、不同访问特性的存储介质;3、不同层级存储介质之间形成的层层缓存结构;4、存储层级之间的数据传输通道即总线。

    笔者的专栏《高性能编程必备的计算机硬件知识》对计算机的各个存储层级,以及如何利用存储层级的特性提升程序性能,有详细的讲解,欢迎围观。

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  • 企业内部可以不搭建域名解析服务器,直接通过互联网中的域名解析服务器来实现网络交互也可以。但是如果没有内部的域名解析服务器,则相当于内网内每一台设备,如果要在短时间内访问同一个网站,则对于每一个设备都有...

    理论部分:【计算机网络】第九章:应用层
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    企业内部可以不搭建域名解析服务器,直接通过互联网中的域名解析服务器来实现网络交互也可以。但是如果没有内部的域名解析服务器,则相当于内网内每一台设备,如果要在短时间内访问同一个网站,则对于每一个设备都有找根服务器并且委派子域名解析服务器的过程。这些流量会占据部分带宽,影响性能。但是,如果有本地的域名解析服务器,则第一台设备访问后,会将域名解析结果放入DNS服务器的缓存中,此时接下来其它设备访问同一网站时,速度更快且节省带宽。
    内网内的域名解析服务器可以随意命名,比如我想用baidu.com做我的内网域名,也可以。因为外网的人不会访问到本地服务器,而baidu.com作为本地域名就相当于内网IP可以在外网存在一样,即便已经注册也无所谓。只不过当你真的想要访问百度的时候,你的DNS解析结果会是内网的服务器,这样的命名方式会令你不能访问真正的对应服务器,但是从命名原则上来说是完全可以的。
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    图中PC1和PC2所在内网,访问同一个网站,他们需要分别做一次相同步骤的域名解析,找就近的域名解析服务器,找根,找委派服务器。而PC3和PC4因为内网的本地域名解析服务器,第二台以后的设备访问时,可以通过缓存直接读取结果。从而节省带宽与时间。

    虚拟机设置域名服务器

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    既然这台虚拟机即将成为域名解析服务器,那么DNS就可以设置为自己。DNS服务和DNS客户端是两回事,并不会因为DNS服务器指向自己,其他设备的计算机通过该设备就出不去网络,之所以内网域名解析服务器可以解析域名,是因为有根提示。通过根提示找根,费劲千辛万苦找到对应的网络中的域名解析服务器并缓存才是内网域名解析服务器的真正意义。
    安装方法:
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    然后我们要测试网络是否连通,如果不能上网,自然域名解析也没有意义。
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    然后我们把另一台设备的DNS指向这一台设备。现在这一台srv2003就是内网域名解析服务器了。
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    添加后我们查看本机的根提示,发现根提示为了容错有多个根,互联网中的根与子域名解析服务器(负责.com/.cn/.net的都为了容错每一种会配置多台服务器)是大量存在的。
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    然后我们尝试上网,发现网络是通的。然后尝试进行域名解析,这里使用nslookup命令

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    域名解析结果我们可以发现,得到的都是非权威应答,也就说全部都是通过找根域名解析服务器后逐级委派得到的结果。且默认服务器虽然说位置,其实通过IP地址就确认了该地址是我设置的虚拟机。
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    此时查看服务器的缓存,阔以找到对应的缓存。以后其他设备在短间隔内访问这些网站时,就不需要再次解析,直接做类似权威应答的回复。
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    说一下监视里面的简单查询和递归查询。DNS服务器只要能正常工作,则简单查询就能通过;而递归查询简单来说就是是否网络通,网络不通则无法找根然后再找委派。如果这两项都失败,应该尝试重装DNS服务器。

    正/反向查找区

    记录

    1.A记录
    又称IP指向,用户可以在此设置子域名并指向到自己的目标主机地址上,从而实现通过域名找到服务器。指向的目标主机地址类型只能使用IP地址。
    2. CNAME
    通常称别名指向。可以为一个主机设置别名。比如设置web.abc.com,用来指向一个主机www.abc.com那么以后就可以用web.abc.com来代替访问www.abc.com了。
    CNAME的目标主机地址只能使用主机名,不能使用IP地址;A记录优先于CNAME记录。即如果一个主机地址同时存在A记录和CNAME记录,则CNAME记录不生效。
    3.MX记录
    邮件交换记录。用于将以该域名为结尾的电子邮件指向对应的邮件服务器以进行处理。如:用户所用的邮件是以域名abc.com为结尾的,则需要在管理界面中添加该域名的MX记录来处理所有以@abc.com结尾的邮件。
    说明:MX记录可以使用主机名或IP地址;·MX记录可以通过设置优先级实现主辅服务器设置,“优先级”中的数字越小表示级别越高。也可以使用相同优先级达到负载均衡的目的;·如果在“主机名”中填入子域名则此MX记录只对该子域名生效。

    正向查找区

    从域名查找IP地址
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    创建后,在该文件夹下可以找到dns文件。其中闪存就是起到缓存作用。
    1.添加一个镜像web站点实现负载均衡。
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    这是一个www.abc.com为FQDN的服务器。它有两个等价的IP地址实现负载均衡。
    使用另一台设备查看。
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    验证负载平衡成功。(解析的IP地址顺序不同,每次选取第一个,动态实现负载平衡)
    2.邮件服务器mx类记录
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    此时可以解析到目标邮件服务器的主机名以及IP地址。
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    但是注意,在type=mx时无法查询a类记录,此时查找www.xxx.com的结果如下
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    需要set type=a

    反向查找区

    由IP地址查找域名。逆向解析的应用场景:防火墙设置了不让内网的设备访问某一个网站,然后内部技术人员通过IP地址访问这个网站,防火墙虽然禁止了域名但是没禁止对应的IP地址,此时应用这种反向查找区。通过IP地址解析对应的域名,如果是想要禁用的域名则添加到防火墙内,可以屏蔽内网用户上指定网站。
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    权威

    权威DNS服务器,在自己的配置文件中直接写名了域名与主机对应关系并被授权管理该域时,可以认为这个dns是该域的权威dns。
    如果权威DNS无法解析到目标地址,则也不会再通过互联网上的根进行解析,也就是说可以通过权威DNS来限制内网用户访问外网。
    首先通过出口路由器限制内网内其他设备,拒绝他们想要使用互联网中的域名解析服务器的请求,只允许使用内网域名解析服务器。然后把内网域名解析服务器中想要禁用的域名添加到正向查找区,这里以taobao为例。
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    查找区taobao.com无内容。也就说域名解析必定失败,则内网用户访问淘宝网站必定无法解析到对应ip地址,则无法通过域名访问淘宝。
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    更极端的禁用方法:根限定。新建一个.为域名的域且内无内容。
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    这样设置意味着只要这台域名解析服务器里没有的,就都不再进行域名解析。换言之,进行了大范围过滤筛选,使内网设备只能访问本地DNS服务器中有的域名。

    分析DNS数据包格式

    首先,区分两个概念。递归查询和迭代查询。
    (1)递归查询
    递归查询是一种DNS 服务器的查询模式,在该模式下DNS 服务器接收到客户机请求,必须使用一个准确的查询结果回复客户机。如果DNS 服务器本地没有存储查询DNS 信息,那么该服务器会询问其他服务器,并将返回的查询结果提交给客户机。
    (2)迭代查询
    DNS 服务器另外一种查询方式为迭代查询,DNS 服务器会向客户机提供其他能够解析查询请求的DNS 服务器地址,当客户机发送查询请求时,DNS 服务器并不直接回复查询结果,而是告诉客户机另一台DNS 服务器地址,客户机再向这台DNS 服务器提交请求,依次循环直到返回查询的结果为止。
    报文格式
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    QR 1个比特位用来区分是请求(0)还是应答(1)

    OPCODE 4个比特位用来设置查询的种类,应答的时候会带相同值,可用的值如下:
    0 标准查询 (QUERY)
    1 反向查询 (IQUERY)
    2 服务器状态查询 (STATUS)
    3-15 保留值,暂时未使用

    AA 授权应答(Authoritative Answer) - 这个比特位在应答的时候才有意义,指出给出应答的服务器是查询域名的授权解析服务器。注意因为别名的存在,应答可能存在多个主域名,这个AA位对应请求名,或者应答中的第一个主域名。

    TC 截断(TrunCation) - 用来指出报文比允许的长度还要长,导致被截断。一般为512byte。

    RD 期望递归(Recursion Desired) - 这个比特位被请求设置,应答的时候使用的相同的值返回。如果设置了RD,就建议域名服务器进行递归解析,递归查询的支持是可选的。为1是递归查询,为0是迭代查询

    RA 支持递归(Recursion Available) - 这个比特位在应答中设置或取消,用来代表服务器是否支持递归查询。

    Z 保留值,暂时未使用。在所有的请求和应答报文中必须置为0。

    RCODE 应答码(Response code) - 这4个比特位在应答报文中设置,代表的含义如下:
    0 没有错误。
    1 报文格式错误(Format error) - 服务器不能理解请求的报文。
    2 服务器失败(Server failure) - 因为服务器的原因导致没办法处理这个请求。
    3 名字错误(Name Error) - 只有对授权域名解析服务器有意义,指出解析的域名不存在。
    4 没有实现(Not Implemented) - 域名服务器不支持查询类型。
    5 拒绝(Refused) - 服务器由于设置的策略拒绝给出应答。比如,服务器不希望对某些请求者给出应答,或者服务器不希望进行某些操作(比如区域传送zone transfer)。
    6-15 保留值,暂时未使用。

    问题数QDCOUNT 无符号16位整数表示报文请求段中的问题记录数。
    资源记录数ANCOUNT 无符号16位整数表示报文回答段中的回答记录数。
    授权资源记录数NSCOUNT 无符号16位整数表示报文授权段中的授权记录数。
    额外资源记录数ARCOUNT 无符号16位整数表示报文附加段中的附加记录数。
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    接下来是设备Win ping www.baidu.com的过程。
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    我们将这个数据包表达的流程用图表示出来
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    然后我们来看报文格式。
    *1.请求数据包
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    两个重点:
    1.期望递归标记位,1代表期望递归,最好直接给出结果,尽量不转发其他域名解析服务器。
    2.查询目标的域名信息。
    *2.最终返回数据包

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    可以看到返回的结果。以及第一位标识符为1表示是一个请求数据包。
    3.其他过程的往返数据包
    请求DNS数据包
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    可以看到期望递归位为0.意味着没有要求目标DNS返回一个确切的结果,如果没有结果则可以委派找其他DNS服务器。
    返回DNS数据包:
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    可以看到负责解析baidu.com的有以下这些DNS服务器。这些服务器用域名的形式表达(ns),并且把对应域名对应的IP地址也写上了。

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  • 计算机网络

    2018-03-15 15:26:03
    1.1网络内涵网络特征:共享资源:软件,硬件和数据 自治系统:服务器网络打印机。能自主并能提供服务 遵守统一的通信标准定义:以资源共享为目的,相互连接的自治的计算机集合。1.2互联网发展过程1969年,互联网...

    1.1网络内涵

    网络特征:共享资源:软件,硬件和数据

             自治系统:服务器,网络打印机。能自主并能提供服务

             遵守统一的通信标准

    定义:以资源共享为目的,相互连接的自治的计算机集合。

    1.2互联网发展过程

    1969年,互联网雏形ARPANET诞生,之后一步步扩大直到整个世界。20世纪80年代改名为Internet

    怎么描述网络速度呢?

    带宽:数据的传输速率。

    传输速率:网络中每秒发送或者接收的二进制位数,单位为比特每秒b/s,bps,有时也称为比特率。

    Internet结构:不同层次速度不同

    局域网:以太网发展过程

    接入网:直接将个人电脑接入的接入网。

    拨号上网:20世纪90年代PSTN:上行、下行速率。。。

    20世纪90年代末 ADSL 

    20世纪90年代末以太网:10到100M

    主干网:数字数据网,异步传输,同步数字体系

    从数据网络到统一网络:PSTN,数据网络,有线电视网络。

    从Internet到移动Internet:移动终端和无线通信

    无线数据通信网络:GPRS,3G,4G

    从Internet到物联网:物联网中的人佩戴终端

    从Internet到安全Internet

    1.3交换方式

    .1.3.1交换的本质含义:

    网络的目的是实现网络终端上的数据通信。

    为此我们要建立两种机制:建立连接在网络上的任何两个终端之间的数据传输通路的机制,

                            控制数据沿着源终端到目的终端传输通路完成传输过程的机制

    1、 建立数据传输机制:建立连接和释放连接

    信道就是信号的传输通道。

    发送端把数据转换成信道,传送,接收端把信号转换为数据

    怎么建立呢?

    两两建立信道,没有共享信道的问题,但是十分复杂,而且是没有必要的,在实际通信过程中,每一个终端同时与其他所有终端通信的可能性几乎没有,n个终端同时需要互相之间两两通信的可能性也几乎没有。所以可以考虑通过设备互联终端,由设备按需建立终端之间的信道。

    Eg:电路交换机

    电路交换;按需建立信道。

    由电路交换机按需在两个终端之间动态建立信道的过程称为电路交换过程,两个终端之间的信道建立方式称为电路交换方式。

    电路交换优点:

    由于电路交换是点到点的连接方式,建立之后就可以直接传输数据了,控制数据传输的机制就不需要了。

    终端之间的信道具有固定的传输速率,适合语音传输。

    缺点:

    独占信道,链路利用率低。

    不能保证多对终端之间同时进行通信。

    信道经过的物理链路要求相同的传输速率,物理链路的连接方式收到严格限制。

     

    虚电路交换:

    物理链路共享引发的问题:       

    存在问题:(从电路交换中)一旦建立两个终端之间的信道,该对终端将独占该信道经过的物理链路的带宽。

    解决方法:允许多对终端共享某段物理链路的带宽。

    那么问题来了:

    问题1:交换机如何转发数据:

    如果多对终端共享两个交换机之间的物理链路,由于交换机内部端口之间不允许存在连接,交换机如何转发数据就成了一个问题。

    问题2:

    平滑流量的问题:比如有三对终端中间共享两个交换机的物理链路,要求在一段时间之内,三对终端之间传输的数据量必须小于交换机之间物理链路相同时间段能够传输的数据量。由于终端之间通信具有间歇性,突发性,在某一瞬间,可能发生三对终端之间的数据量短暂大于交换机之间物理链路能够传输的数据量的情况。

    解决方法

    标识符和分组+转发表(如何转发)

    存储转发(平滑流量)

    数据标识符:每一对终端之间传输的数据分配唯一的标识符

    转发表(交换机内端口转发路线):  数据标识符+输入端口+输出端口

    分组交换机转发数据过程:(对交换机的结构有一个改变)

    交换机将输入端口接收到的信号还原为分组并存储在输入端口的输入队列中

    从分组中分离出标识符,根据输入分组的端口和标识符在转发表中找到匹配的转发项

    将分组从输入队列到输出队列

    先到先出

    分组交换机存储转发的原因:

    多个端口输入可能同一个端口输出,来不及我就先存着。

    端口之间没有连接,我要把信号还原为分组(信号是不能直接看出标识符的啊)从分组里看出标识符,确定端口,把分组从输入端口移到输出端口。

    虚电路含义:

    一对终端之间的传输路径,且该传输路径通过转发表建立,并与唯一标识该对终端之间数据传输的标识符绑定在一起。

    特点:虚电路标识符,共享某段物理链路。

    虚电路建立数据传输通道机制:数据标识符+转发表

    控制数据传输过程机制:存储转发。

     

    数据报交换

    分析虚电路两种建立方式存在的额缺点:

    动态建立虚电路:需要建立和释放,传输时延长

    事先建好虚电路:两两之间建立,转发项数目大。存储空间大,处理时间长(找路也要耗时)

    由此可以带来虚电路交换的缺陷:

    从网络特性分析,不同网络适应的通信对象是不一样的。

    比如适用于终端之间通信其特点有:量多,和谁通信不确定,通信时间,数据量都不确定。

                                   事先建立可能大量虚电路不起作用,动态建立释放连接需要的时间远远大于真正传输数据的时间。

    所以虚电路交换不适用于面向终端之间通信的网络

     

    数据包的交换机制:

    虚电路标识符改为每个终端地址。

    每一对终端之间传输路径改为指向终端的端口。

    修改后分组:数据+源地址+目的地址

    以分组目的地址查找转发表,确认分组转发端口。

    就是说:

    虚电路分组格式:虚电路标识符(两两终端有一个)+数据

    交换机:虚电路标识符+输入端口+输出端口

    数据报分组格式:数据+源地址+目的地址

    交换机:目的地址+输出端口

     

    分组传输:独立选择传输路径,分组发送与接受顺序可能不一致

    优点:均衡负载,容错性好

     

    总结:

    交换方式:

    电路交换:按需点对点,独占信道

    分组交换:虚电路交换:分配虚电路标识符

                         数据封装成虚电路分组,存储转发

                         多条虚电路共享物理链路带宽

              数据报交换:分配终端地址

                         数据封装成数据报分组,通过存储转发

                         分组独立选择传输路径

                         多条传输通道共享物理链路带宽。

     

    应用:

    电路交换:PSTN两个终端远距离通信,国际长途费用高

              拨号上网,接入因特网。本地费用

           SDH路由器互联

    虚电路交换:(不适合终端可以路由器)

    帧中继:主要用于实现路由器互联

    异步传输ATM:主要路由器

    但是也逐渐被SDH取代。不需要共享,数据量很大。所以虚电路的优点在这里反而不如电路交换,反而建立和释放虚电路的代价比较大。

    数据报交换:

    以太网:校园网,企业网

    路由器转发IP分组实现网络互连

     

    电路交换:适合密集的、持续的数据通信方式,比如说路由器之间

    虚电路交换:适用于节点数较少而且节点固定的数据通信方式,比如路由器之间,这种互连路由器方式逐渐被SDH取代。

    数据报交换:最适合终端间通信,而网络最终目的是终端间通信,数据报交换是现代网络的技术基础。

     

    1.4计算机网络体系与结构

    对等层:

    协议:语法+语义+时序

    网络体系结构是分层结构和协议的集合

     

    OSI体系结构:

    OSI全称OSI/RM  开放互连/参考模型

    OSI网络环境:

    互连方式:终端与分组交换机之间直接用物理链路连接

              分组交换机之间用物理链路连接

              允许多点接入

    交换方式:所有交换机的交换方式相同

    OSI分层:

    物理层:

    1、建立信道

    2、 完成二进制位流和信号之间的转换过程

    3、  实现信号的传输过程

    物理层实体有硬件软件:网卡,调制解调器

    数据链路层:1、差错控制

    2、数据封装成分组

    网卡

    网络层:

    功能是路由

    交换机

    传输层:实现进程间通信,数据携带进程标识符

    会话层:管理两个进程之间的会话:迅雷

    表示层:统一语义和语法。

    应用层:定义消息格式

     

    协议数据单元PDU:对等层传输的数据单元。

    服务数据单元SDU:上层协议数据单元提交给下层,作为下层的数据单元

    本层在SDU+本层控制信息产生本层的PDU

     

    OSI特点:

    分层结构,基于特定的网络环境定义的。

    每一层只定义了功能,没有制定协议。

    每一层的封装信息也没有定义。

    没有真正基于OSI的实际网络。

     

     

    TCP/IP

    环境:基于网络互连的环境

    它需要实现同一网络终端之间的通信过程,实现不同网络终端之间的通信过程。

    而不同网络的互连方式不同,不同传输网络交换方式不同。

    基于这样的考虑,TCP/IP无法定义统一的物理层和链路层。

     

    网络接口层:IP分组封装成适合该网络的帧格式(帧)

    不同的网络有不同的网络接口层,有着相应的网络接口层协议。

    网际层(IP):实现连接在两个不同类型的网络的终端(分组)

    传输层(TCP/UDP):与OSI相似,增加了差错控制和拥塞控制功能。(报文)

    应用层(TELNET,FTP,SMTP)=OSI应用层+表示层+会话层

     

    数据封装过程

    数据  报文  分组  帧

     

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