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计算机科学基础8-计算机网络

计算机网络

  • 局域网 Local Area Networks – LAN
  • 媒体访问控制地址 Media Access Control address – MAC
  • 载波侦听多路访问 Carrier Sense Multiple Access – CSMA
  • 指数退避 Exponential Backoff
  • 冲突域 Collsion Domain
  • 电路交换 Circuit Switching
  • 报文交换 Message Switching
  • 分组交换 Packet Switching

用户在全球网络中发送和接收信息的能力。
150 年前,发一封信件从伦敦到加州,要花 2~3 周,而且还是特快邮件。如今,电子邮件只要几分之一秒,“时延”改善了上百万倍(时延指传播一条信息所需要的时间),帮助现代世界在遍布全球的光纤中快速发展。
可能觉得计算机和网络密切相关,但事实上,1970 年之前,大多数计算机是独立运行的,然而,因为大型计算机开始随处可见,廉价机器开始出现在书桌上。分享数据和资源渐渐变得有用起来,首个计算机网络就出现了。

局域网

第一个计算机网络出现在 1950~1960 年代,通常在公司或研究室内部使用,为了方便信息交换。比把纸卡或磁带送到另一栋楼里更快速可靠,这叫“球鞋网络”,第二个好处是能共享物理资源。例如,与其每台电脑配一台打印机,可以共享一台联网的打印机,早期网络也会共享存储空间,因为每台电脑的配存储太贵了。
计算机近距离构成的小型网络,叫局域网,简称 LAN。
局域网能小到是同一个房间里的两台机器或大到校园里上千台机器,尽管开发和部署了很多不同 LAN 技术,其中最著名和成功的是“以太网”,开发于 1970 年代,在施乐的“帕洛阿尔托研究中心”诞生,今日仍被广泛使用。

以太网的最简单形式是:一条以太网电线连接数台计算机。当一台计算机要传数据给另一台计算机时,它以电信号形式,将数据传入电缆,当然,因为电缆是共享的,连在同一个网络里的其它计算机也看得到数据。但不知道数据是它们的,还是给其他计算机的,为了解决这个问题,以太网需要 每台计算机有唯一的媒体访问控制地址,简称 MAC 地址

这个唯一的地址放在头部,作为数据的前缀发送到网络中,所以,计算机只需要监听以太网电缆,只有看到自己的 MAC 地址,才处理数据。这运作的很好,现在制造的每台计算机都自带了唯一的 MAC 地址,用于以太网和无线网络。

多台电脑共享一个传输媒介,这种方法叫“载波侦听多路访问”简称“CSMA“,载体指运输数据的共享媒介。以太网的“载体”是铜线,WiFi 的”载体“是传播无限电波的空气,很多计算机同时侦听载体,所以叫“侦听”和“多路访问”。

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