Outline

3.1 Computer network and Internet 电脑网络及互联网
3.2 Mobile communication network 流动通讯网络
3.3 Broad band wireless network 宽带无线网络
3.4 Low rate wireless network 低速率无线网络

3.1 Computer Network and Internet 计网

Computer Network

• Defination: group of interconnected computers.
• Computer Network allows computers to communicate with each other and to share resources and information.

Communication Model 通信模型

Communication Model

Communication Types 通信类型

Network Classification

classify with area

• WAN > MAN > LAN > PAN

classify with connectivity method 按联通方式（算法）分类

1. BUS

   
   
   BUS

所有网络中的设施都作为主干路的节点，所有设施只能向左或向右传输。

• 优点：① 易安装 ② 电缆成本低
• 缺点：① 一点故障网络崩溃 ② 难检查故障

2. STAR

   
   
   STAR

所有设施均通过一个HUB连接，HUB掌管一切

• 优点：① 易安装 ② 故障不会影响整个网络 ③ 易检查故障
• 缺点：① 电缆成本高 ② HUB崩溃网络崩溃 ③ HUB成本高

3. MESH

   
   
   MESH
   
   

   用电缆去连接每个其他设备

• 优点：容忍节点崩溃，易安装
• 缺点：成本高

4. TREE

   
   
   TREE

• 优点： 点对点连接，有软硬件支持
• 缺点：有电缆类型限制，不容忍节点崩溃， 难安装

网络

网络用语定义

Packet： 网络传输包
Point- to - Point network: 点对点网络
Router： 路由器，负责在两个网络之间传输信息。

网络传输方式

• circuit switching: dedicated circuit per call 电路传输
• packet switching: data sent through net in discrete “chunks” 以包的形式分块传输

Protocol 协议（重点）

• 定义
  A protocol is a set of rules that governs the communications between computers on a network.
  协议是控制网络上计算机之间通信的一组规则。

协议的关键特征

• 制定数据交换的格式
• Syntax: 数据格式
• Semantics: 控制信息(匹配判定，错误判定等）
• Timing: 传输速度匹配，排队传输
• Actions: 如果发生了事情的处理办法

协议栈相关基本属于（重点）

• Reliability 数据可靠性
  error-free & ordered delivery 无误差，无乱序
  保证措施：acknowledgements and retransmission 确认和重传
• Overload 过载
  Too many packets occur in a subnetwork in the same time
  太多包出现在一个子网络中导致处理效率降低或堵塞
• Congestion 堵塞
  路由器队列太长，导致缓存满了，造成数据堵塞。
• Flow-control 流量控制
  to protect the receiver against the overload
  防止过载，传输层关键算法
• Congestion prevention 防堵塞
  to prevent the intermediate nodes against the overload
  防止中间节点过载，网络层关键算法
• End-to-end 端到端
  终端到终端。

OSI Protocal Stack OSI协议栈 （重点）

OSI Model

1. Physical Layer 物理层

• 信号以能量的形式在媒介中传输。

2. (Data) Link Layer 链路层

• correct errors.
• 将字节电流（bits）转化为传输帧（Transmission of frames）
• error contorl & flow control

3. Network Layer 网络层

• 主要负责节点之间的链接
• End-to-end packet transmission
• Congestion control

4. Transport Layer 传输层

• End-to-end packet reliablility
• 把整条消息分成包去发送
• Reassemble 将包重新集合
• End-to-end flow control
• Acknowledgments 信息确认

5. Session Layer 会话层

• session management service 会话管理服务协议
• Assignment of logical ports 逻辑端口的分配
• Synchronization 异步

6. Presentation Layer 表现层

• syntax and semantics of messages
• code conversion

7. Application Layer 应用层

• 用户网络应用协议

• 协议栈性质:
  Each layer in stack:

1. Performs related functions
   执行相关功能
2. Relies on lower layer for more primitive functions
   依赖于更低级的功能
3. Provides services to next higher layer
   为下一层提供服务
4. Communicates with corresponding peer layer of neighboring system using a protocol
   利用协议与邻近系统的相应对等层通信

传输协议的可靠性

传输层协议：

• TCP：可靠传输
• UDP：不可靠传输

网络设备 （重点）

Devices of the Network Connection

Packet Switching & Circuit Switching

Packet Swithching 分组交换 （不重要）

• 适用于传输数据量大的情况
• 适用场景
  • 资源分享
  • 没有 start-up delay 的场景
• 包传输需要经历时延，所以不能用于实时传输
• 过度拥堵会导致包的延迟和丢失
• 协议需要实现数据传输和拥塞控制

分组交换的性能 （不重要）

• 性能指标
  Overhead 开支：CPU把包放在网络上所需要的时间
  Throughput 吞吐量: 每秒传输的最大字节数
  Latency 延迟：第一个字节到达接收方所需要的时间
• 延迟来源
  Wire latency 线路延迟
  Router latency 路由器延迟

分组交换的延迟来源 （不重要）

• Nodal processing 节点处理
• Queuing 队列
• Transmission delay 传输延迟
• Propagation delay 传播延迟

Internet protocal

• Application Layer: ftp,smtp,http
• Transport Layer: tcp,udp
• Network Layer: ip,routing protocal

Mobile Communication Network

• First-generation mobile phones: analog voice
  • IMTS (Improved Mobile Telephone System)
  • AMPS (Advanced Mobile Phone System)
• Second-generation mobile phones: digital voice
  • D-AMPS
  • GMS
  • CDMA

First-generation mobile phones: analog voice

• A single channel for both sending and receiving
  这太乱了，跳过这一节

Broad Band Wireless Network

• Goals for wireless LAN 无线局域网的目标

• wireless LAN 优缺点

第三章未完待续。。 先背其他章。。。