Существует множество взаимосвязей в области сетевого взаимодействия, как и в большинстве технических областей, и трудно найти такой порядок изложения, который не предполагает бесконечных «прямых ссылок» на будущие главы. Это справедливо даже в том случае, если соблюдается порядок расположения по принципу «снизу вверх».
Вступление
Локальные вычислительные сети (ЛВС) - это «физические» сети, которые обеспечивают связь между машинами, например, дома, в школе или корпорации.
Локальные сети, как говорится в названии, являются «локальными»; это уровень IP, или Интернет-протокол, который обеспечивает абстракцию для подключения нескольких локальных сетей к Интернету.
Наконец, TCP работает с соединениями и фактически отправляет пользовательские данные.
Слои
Эти три темы - локальные сети, IP и TCP - часто называются слоями. Они составляют соответственно канальный, внутренний сетевой и транспортный уровни.
Вместе с прикладным уровнем (программным обеспечением, которое вы используете) они образуют «четырехуровневую модель» для сетей.
Слой, в этом контексте, сильно соответствует идее интерфейса программирования или библиотеки, при том понимании, что данный слой напрямую взаимодействует только с двумя слоями, расположенными непосредственно над и под ним.
Приложение передает часть данных библиотеке TCP, которая в свою очередь осуществляет вызовы в библиотеку IP. Библиотека IP, в свою очередь, вызывает уровень локальной сети для фактической доставки.
Приложение вообще не взаимодействует напрямую с IP- и LAN-уровнями.
Уровень локальной сети отвечает за фактическую доставку пакетов с использованием адресов, предоставленных на уровне локальной сети.
Концептуально он подразделяется на «физический уровень», занимающийся аналоговыми электрическими, оптическими или радиосигнальными механизмами.
А выше этого абстрактный «логический» LAN слой, описывающий все цифровые - то есть неаналоговые - операции с пакетами.
Физический уровень, как правило, представляет непосредственный интерес только для разработчиков аппаратного обеспечения ЛВС. Программный интерфейс ядра к ЛВС соответствует логическому уровню ЛВС.
Это физическое/логическое подразделение ЛВС дает нам пятиуровневую модель Интернета. Это не столько формальная иерархия, сколько метод специальной классификации.
Скорость передачи данных и пропускная способность полосы частот
Любое сетевое соединение - например, на уровне локальной сети - имеет скорость передачи данных: скорость, с которой передаются биты.
В некоторых локальных сетях (например, Wi-Fi) скорость передачи данных может изменяться со временем. Пропускная способность относится к общей эффективной скорости передачи данных, принимая во внимание такие факторы, как накладные расходы на передачу, неэффективность протокола и, возможно, даже конкурирующий трафик. Обычно он измеряется на более высоком сетевом уровне, чем скорость передачи данных.
Термин пропускная способность может быть использован для обозначения любого из них, хотя мы используем его в основном как синоним скорости передачи данных.
Этот термин происходит от радиопередачи, где ширина доступного частотного диапазона пропорциональна, при прочих равных условиях, скорости передачи данных, которая может быть достигнута.
При обсуждении TCP термин «хорошая производительность» иногда используется для обозначения того, что можно также назвать «пропускной способностью на прикладном уровне»: количество полезных данных, доставляемых в принимающее приложение.
В частности, повторно переданные данные учитываются только один раз при расчете хорошей производительности, но могут учитываться дважды при некоторых интерпретациях пропускной способности.
Скорость передачи данных обычно измеряется в килобитах в секунду (кбит/с) или мегабитах в секунду (Мбит/с).
Использование строчной буквы "b" здесь обозначает биты. В контексте скорости передачи данных килобит составляет 103 бита (не 210), а мегабит - 106 бит.
Мы следуем традиции использования КБ и МБ для обозначения данных размером 210 и 220 байт, соответственно, с байтами в верхнем регистре B.