通信与计算机网络(网络游戏角度)课件.ppt
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- 通信 计算机网络 网络游戏 角度 课件
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1、通信与计算机网络PART 1 计算机网络SECTION 1 引 言 大家应该对网络游戏和网上购物非常熟悉了吧,男生对应该经常打网游吧,女生可能会经常网购。这里面都离不开一个字,就是“网”。那么这个“网”又是什么呢?蜘蛛网,都见过吧,一圈一圈的蜘蛛丝,每圈之间还用蜘蛛丝连接起来。当有昆虫落到蜘蛛网上面是不是就被粘住了呢。那么我们就形象的用“网”来比喻计算机网络,这个计算机之间相互的连接线就可以比喻成蜘蛛丝。什么是计算机网络连接分散计算机设备(广义)以实现信息传递的系统。接下来我们看几张图片 虽然都熟悉,但是你们知道这中间的原理是什么吗?也就是说你们知不知道这个网络游戏是怎么运行的?为什么在英雄联
2、盟里面,登录后要选择“祖安”“艾殴尼亚”等不同的“区”,而且换个“区”就要重新建立新角色?为什么按一下B键,就能回城?祖安登录命令客户端艾殴尼亚雷瑟守备角色信息2角色信息1角色信息3登录命令登录命令服务器数据库祖安客户端客户端客户端客户端客户端客户端客户端客户端那么我们再说一下为什么按一下B键就能回城?服务器回城命令(SendBackMessage)执行回城(ExecuteMessage)客户端看上去这么简单,那么一条命令中间都经过哪些过程呢?服务器命令(Message)命令(Message)计算机路由器调制解调器(猫)?局域网(计算机网络)通信网服务器命令(Message)命令(Messag
3、e)计算机路由器调制解调器(猫)?局域网(计算机网络)通信网 那么这个命令在计算机内部是怎么处理的呢?这里引入一个TCP/IP的“层”概念,怎么理解呢?大家可以把这么层想象成顺序吧,好比你坐公交车,是不是先去车站等车,来车后先等司机开门,你上车买了票才能坐车对吧。这个“层”也是一样,客户端发出一个命令,经过各个类型的层,最终将命令送到了服务器。这里每个层的作用是不一样,就好比坐公交车,每个动作、过程都有不一样的作用。协议数据单元到达目的地等车司机开门上车卖票坐车服务器英雄联盟客户端(软件)应用层运输层网际层网络接口层(网口)命令(Message)SECTION 2TCP/IP 体系与OSI 体
4、系 现在绝大多数的应用都是在使用TCP/IP体系,而OSI体系并没有太多的应用,这是为什么我们经常在使用IP地址。这个体系是不是不是特别好理解呢?那大家可以把体系理解为一种公式,要发送数据就可以套用这两个公式,只不过这个OSI公式推出的比较晚,而且没有跟上社会前进的脚步,所以并没有太多的用武之地。所以现在只是当成一种规范在讨论。应用层的功能为对客户发出的一个请求,服务器作出响应并提供相应的服务。应用层通信双方的主机提供端到端的服务,对信息流具有调节作用,提供可靠性传输,确保数据到达无误。运输层为进行网络互连,根据网间报文IP地址,让请求从一个网络通过路由器传到另一网络。网际层网络接口层负责接收
5、IP数据报,并负责把这些数据报发送到指定网络上。网络接口层TCP/IP体系是用户与网络的接口。该层通过应用程序来完成网络用户的应用需求,如文件传输、收发电子邮件等。应用层处理流经结点的数据编码表示方式问题,保证一个系统应用层发出的信息可被另一系统的应用层读出。表示层管理和协调不同主机上各种进程之间的通信(对话),即负责建立、管理和终止应用程序之间的会话。会话层为上层协议提供端到端的可靠和透明的数据传输服务,包括处理差错控制和流量控制等问题。传输层解决如何使数据包通过各结点传送的问题,即通过路径选择算法(路由)将数据包送到目的地。网络层通过校验、确认和反馈重发等手段,将不可靠的物理链路转换成对网
6、络层来说无差错的数据链路。数据链路层物理层是OSI参考模型的最低层,它利用传输介质为数据链路层提供物理连接。物理层OSI参考模型用户的应用程序和网络之间的接口,相当于老板。应用层协商数据交换格式,相当公司中简报老板、替老板写信的助理。表示层允许用户使用简单易记的名称建立连接,相当于公司中收寄信、写信封与拆信封的秘书。会话层提供终端到终端的可靠连接,相当于公司中跑邮局的送信职员。传输层使用权数据路由经过大型网络,相当于邮局中的排序工人。网络层在此层将数据分帧,并处理流控制。本层指定拓扑结构并提供硬件寻址。相当于邮局中的装拆箱工人。数据链路层将数据转换为可通过物理介质传送的电子信号,相当于邮局中的
7、搬运工人。物理层OSI参考模型再给大家讲一下我们经常使用的应用程序:QQ、微信、视频直播以及电子邮件、远程登录这些应用与我们所说的TCP/IP的关系。像QQ、微信、视频直播这样的软件应用,根据他们的特性,是不是要求非常快的响应速度,我这边说句话,对方应该要马上就能看到对吧;看视频直播也是,赛场上应该与电视机里同步播出,要不就叫不了直播了。而电子邮箱、远程登录这些应用,它们的特性是不需要非常快、实时响应要求的应用,但它们需要的是准确性,不能出错。那么像这两类应用,应该怎么解决它们提出的要求呢?一个要求响应速度快,但可以出错;一个要求传递的准确性,不能出错,但可以慢一些;怎么办?这就讲到我们的第三
8、章:TCP 与 UDPSECTION 3TCP 与 UDP的区别 TCP 与 UDP是工作在运输层的,还记得运输层是干什么的吗?就是规定怎么去送货。TCP 与 UDP 相当于装包裹的两种类型的箱子。TCP的箱子贴了非常详细的送货地址,包括联系人、手机号、精确到点的地址,还有,如果没有送到应该怎么办?非常详细。通过这些信息,一定可以把包裹送到接收人的手里。而且收件人收到箱子以后,快递员要给寄包裹的人说一声:“送到了!”。而UDP的箱子就不一样了,它只有一个大概的送货地址、一个联系人和手机号,而且给这个箱子定好了,如果没有找到这个人,就把箱子扔了。也不给寄包裹的人说送到没有,直接回来送别的箱子。所
9、以这两种箱子的特点大家应该知道是什么了吧。TCP是保证箱子一定能送到,但是是不是很慢啊;而UDP是不能保证箱子一定能送到,但是他送出去的货是不是非常多,因为他不用管这个包裹一定要送到,他只是尽力而为。所以他的速度非常快。所以我们再看看这些应用,QQ要求速度快,所以正好结合了UDP的特点,送不到就会提示“当前网络不通畅,导致消息没有发出去,点击重发”。而邮箱和远程连接,则要保证他的数据包裹一定是对的,所以是TCP。那么根据这个特点,我想问问大家,英雄联盟还有刚才说到的视频直播,用的是TCP还是UDP呢?英雄联盟:视频直播:还有一个问题,如果网速真的特别卡,达不到TCP的要求,肿么办?让我们再来看
10、一幅图片SECTION 4计算机网络的性能指标带宽时延21 带宽是什么?还有一个问题大家有没有发现过,就是从运营商那里接了一个4M的网,为什么实际的下载速度并没有4M那么快呢?你们知道这里所说的4M,它的单位是什么?是比特(bit);你们经常下载所说的4M,它的单位是什么?是字节(byte);这里就有学问了,1 比特=1 字节?不对啊,8 比特=1 字节 我们在电信或者联通移动办宽带的时候,第一个就是问:这是多少兆(M)的网,对吧。有10M,20M,50M,100M。这个数字就是带宽。肯定是数字越大,网速越大。就好比一座4车道的桥和一座8车道的桥,肯定是8车道的桥通行的车要更多一些。8bit(
11、比特)=1byte(字节)1024byte=1KB1024KB=1MB1024MB=1GB1024GB=1TB33554432bit(比特)=4194304byte(字节)4194304byte =4096KB4096KB =4MB 时延是什么?那还有一个情况,就是这个包裹不可能从浙江或者北京直接送到你手里吧,中间会经过很多的集散中心,他们要对这个包裹进行处理,看你这个包裹是送到哪的,再放到去那个地方的车子上,继续上路。那么这个集散中心处理的时间就叫做处理时延。我们又可以对这时延进行分类。从商家打这个包裹开始计算,从打包到快递公司接到这个包裹,这期间,这个时延就是发送时延。而等这个包裹开始上路
12、了,往你这里送的路上花费的时间,就是传播时延。这个大家很好理解吧。所以说,全部时延就是由发送时延+传播时延+处理时延组成。这里所说的时延指的就是一个数据包,从一台计算机送到另一台计算机中间花费的时间。说白了就是这个快递用了几天到你手里。所以可以通俗的说 时延就是时间。我们再来看一下这幅图片,你们有没有想过为什么要叫做PING呢?而且这个PING为什么可以测出网速?SECTION 5PING命令 什么叫做PING?Ping是Windows、Unix和Linux系统下的一个命令。ping也属于一个通信协议,是TCP/IP协议的一部分。利用“ping”命令可以检查网络是否连通,可以很好地帮助我们分析
13、和判定网络故障。应用格式:Ping空格IP地址。该命令还可以加许多参数使用,具体可以键入Ping按回车即可看到详细说明。PING(Packet Internet Groper),因特网包探索器,用于测试网络连接量的程序。PING命令是干什么的呢?通过携带不同的参数,还有不同的作用。(-T/-L)1.可以衡量网络的好坏程度。当我PING一个域名的时候,它是不是直接返回了一个IP地址啊,比如PING百度(),返回了58.217.200.113。2.可以测出对方带有域名主机的IP地址。从上面英雄联盟的那个图上可以看到,PING命令是不是衡量当前这个网络的好坏情况对吧。那么PING命令为什么可以对网络
14、进行测试呢?这里我们要提到一个协议 ICMP协议(因特网控制报文协议)。首先说一下这个协议是工作在网际层的。这个ICMP报文它可以进行差错检测的,它能根据当前本地电脑和远程电脑及网络的情况,返回错误代码,这是它的最重要的功能之一。这个PING命令都有哪些错误呢?1.Request time out(请求超时):表示在规定时间内因某种原因没有返回ping命令的应答,这种情况很可能是对方的计算机没有运行,或者中间线路不通致使信息没有到达对方那里。大多数情况下是企业防火墙等阻挡了ping命令中使用的ICMP信息。2.Destination Host Unreachable(目的地址不可达):此错误信
15、息表明执行命令的计算机没能将信息发送到对方那里。大多数情况是自己一方的计算机LAN连接线掉线,或者由于IP设置不对,而无法进行正常通信。3.unknown host(未知的主机名):该远程主机的名字不能被域名服务器DNS转换成IP地址,故障原因可能是域名服务器有故障,或者目标主机的名字不正确,或者网络管理员的系统与远程主机之间的通信线路有故障。做个练习 我现在想知道LOL的官方网站用的IP地址是多少?怎么办?英雄联盟的官网是: 另一个重要命令 Tracert 命令 那么为什么是这个IP地址呢?为什么这么难记?要是1.2.3.4这么好记的IP地址该多好。SECTION 6 IP地址的分类 最初设
16、计互联网的时候,为了便于寻址以及层次化构造网络,IP地址被用来给互联网上的电脑一个编号。大家日常见到的情况是每台联网的电脑上都需要有IP地址,才能正常通信。我们可以把“个人电脑”比作“一台电话”,那么“IP地址”就相当于“电话号码”,而互联网中的路由器,就相当于电信局的“程控式交换机”。IP地址是一个32位的二进制数,通常被分割为4个“8位二进制数”(也就是4个字节)。IP地址通常用“点分十进制”表示成(a.b.c.d)的形式,其中,a,b,c,d都是0255之间的十进制整数。例:点分十进IP地址(100.4.5.6),实际上是32位二进制数(01100100.00000100.0000010
17、1.00000110)。Internet委员会定义了5种IP地址类型以适合不同容量的网络,即A类E类。其中A、B、C3类(如下表格)由InternetNIC在全球范围内统一分配,D、E类为特殊地址。类别最大网络数IP地址范围最大主机数私有IP地址范围A126(27-2)0.0.0.0-127.255.255.2551677721410.0.0.0-10.255.255.255B16384(214)128.0.0.0-191.255.255.25565534172.16.0.0-172.31.255.255C2097152(221)192.0.0.0-223.255.255.255254192.
18、168.0.0-192.168.255.255SECTION 7IPv6的机遇 在2011年9月的时候,我看到有些文章说,IPv4的地址已经用光了(预计2011年8月份所有地址分配完),或者说,已经分配完了。将来没有IPv4的地址可供分配了,所以IPv6进入实质性阶段。IPv6的表示方法是什么?IPv6的地址长度为128bit,是IPv4地址长度的4倍。所以IPv4点分十进制格式不再适用,采用十六进制表示。IPv6有3种表示方法。一、冒分十六进制表示法格式为X:X:X:X:X:X:X:X,其中每个X表示地址中的16b,以十六进制表示,例如:ABCD:EF01:2345:6789:ABCD:EF
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