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区块链(应用层)? 5G(链路和物理层)?计算机CDN加速

作者:cdnfine      来源:cdnfine      发布时间:2019-06-08

计算机网络工程是计算机和软件工程领域中一个较为活跃的部分,也是一门有难度的课,这里总结一下计算机网络中的各个层次以及整个网络系统的体系结构.计算机网络是由各种协议栈组成的复杂体系结构,目前有因特网,ATM网络等多种网络结构.应该掌握网络不同层次的协议和网络运行的方法,能够编写服务器和客户机的应用程序,同时也应该掌握路由器和交换机的构造,并能够在公司内部进行网络工程的组网和网络物理断点的查找.

计算机网络按因特网共分为5层:应用层,运输层,网络层,数据链路层,物理层.由于大部分学校都是自顶向下讲的,我也就按这种方法挑一些知识讲述吧.综述就先讲计算机网络的大体情况吧.

应用层协议有HTTP协议主要用于web应用,端口80.HTTPS安全协议端口443.SMTP协议主要用于邮件的发送,是一个推协议,而POP3协议和IMAP协议用于邮件的收取.应用层中的CDN内容分发网和P2P技术是当前比较流行的技术,迅雷公司等都在使用.DNS是建立在UDP基础上使用53号端口的协议,主要用于域名的转换.其中的物理计算机有WEB缓存和DNS缓存,

运输层协议主要有TCP可靠传输协议和UDP用户数据报协议.RDT协议,GBN协议,SR协议是一个难点,TCP协议对拥塞的控制也是一个难点.

网络层的数据平面主要有软件定义网络SDN中的OPENFLOW流表构成,如果是分布式的表就是每路由器一张转发表负责转发分组.这里有协议IPv4和IPv6协议,同时还有路由器内部的构造原理,包括NVRAM,SDRAM这些分别存放不同的配置文件,思科有总线交换,内存交换,纵横式交换这几种内部结构.NAT网络转换协议和IPv6和IPv4的通道转换也是重要的内容.

网络层的控制平面主要是SDN软件定义网络的计算,要掌握LS路由选择算法和DV距离向量算法两种算法.同时,OSPF作为AS内部的路由策略关注效率,每个路由器生成一个以自身为根节点,到所有子网的最小生成树,采用LS算法.BGP是AS间路由选择算法,关注策略而非效率,采用本地偏好,DV算法,热土豆选择算法和BGP标识符综合生成路径.BGP算法也可以实现IP任播,这主要用在DNS中.这其中,SDN控制器,ICMP因特网控制报文和SNMP网络管理报文起了很大作用.

 

数据链路层主要完成成帧,链路接入,可靠交付,差错检测与纠正的服务.差错检测要掌握海明码纠错,二维奇偶校验码检错,循环冗余校验码检错这些机制.如果不是共享广播链路则使用PPP协议进行点对点传输.最重要的是处理以太网中共享广播信道的多路访问协议,有TDM,FDM,CDMA三种信道划分协议,其中CDMA协议码分多址是3G网(中国电信网用这种)使用,移动和联通的3G技术也部分使用了码分多址技术.4G网(LTE-FDD)这是电信和联通使用的正交频分多址4G网,广泛使用的协议.5G协议主要实现MIMO,D2D还有波束赋型技术,4G,5G协议族不掌握也没啥关系,5G是TS协议族.CSMA/CD,CSMA, CSMA/CA 这些载波侦听多路访问协议族在以太网(前两个)用的多,后一个在无线局域网WiFi中,需要掌握.链路层交换机能够避免冲突,虚拟局域网VLAN用于公司内部的网段划分.数据链路层内容比较多,也比较重要.

 

物理层严格来说属于数字信号处理课程和数字逻辑电路课程所讲,不过为了体系完整这里还是说一下吧.物理层主要利用同步信号进行通信,物理线路接收的以太网帧前同步码使计算机时钟同步自适应,每个帧之间使用异步方式收发,因此不需要标记帧结束,在计算机内部通过一组触发器进行串并转换,把数据通过DMA方式使用中断存储到物理存储器中.对调幅的无限传输其实就是链路层帧作为数字信号经过频率变换,在DAC和重构滤波器的作用下对数字信号内插变为模拟信号,通过时域上的模拟信号和高频信号相乘,转换为频域上是卷积运算,得到载波信号就可以发送了.解调过程类似,先滤波,再S/H,然后ADC,改变频率就变成数字信号了.

对于上面提到的每一个协议都有其复杂的算法,还是要多看看,要不然算不出来东西.这里就是概括性的,学的时候还是深入下去.到这里就总结完了计算机网络这一学期的内容,总结比较粗略,属于提纲型.

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