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SEHH2238 Computer Networking

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By Jack Ngan 7 min read

喱一科真係好悶 >:(

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Ch1 Data Communication

Data Communications 係指兩部 devices 之間交換data

  1. Commnication effectiveness
  2. Networking
  3. Type of connection
  4. Transmission mode
  5. Topology
  6. Protocols

i. Communication effectiveness (通訊效率)

Communication effectiveness(通訊效率) 係基於以下四個範疇作為評定

  1. Delivery (輸送)
    • Data 能否成功傳送到指定 ge Receiver 到
  2. Accuracy (準確率)
    • Data 送到 Receiver 到嗰時係唔係原全一致
  3. Timeliness (及時性)
    • 係唔係 Real-time transmission
  4. Jitter (抖動)

ii. Networking

Networking 係指由 coummunication channels 連埋 ge 一 set nodes (又名 devices)

一個 Network ge quality 係由佢 ge Performance, Reliability 同 Security 去定

  1. Performance (表現)
    • Response time (響應時間)
    • Transmit time (傳輸時間)
    • Evaluted by Networking Metrics
    • e.g.: Throughput(流通量), Delay(延遲)
  2. Reliability (穩定性)
    • Frequency of failure (故障率)
    • Recovery time after a failure
      • Catastrophe(天災)
    • Resistant to:
      • Unauthorized access
      • Data damage (傳輸過程中 ge Data loss)
      • Viruses
  3. Security (安全性)

而一個 Network 又可以分為 Local Area Networks (LANs), Metropolitan Area Networks (MANs) 同 Wide Area Networks (WANs)

  1. LANs:
    • 一個範圍入面 ge nodes 連落同一個 Network ge 叫 LAN (e.g. 一個細 office 入面 ge devices)
  2. MANs:
    • 可以認為同 LANs ge 定義差唔多，但係範圍比 LANs 大 (e.g. 一個 Town or 一個 Country)
  3. WANs:
    • 範圍上升到 World wide 咁大

LANs 同 MANs ge 分別?

iii. Type of Connections

最主要有 Point-to-point 同 Mulitpoint 兩種

  1. Point-to-point:
    Point-to-point

  2. Multipoint:
    Multipoint

iv. Transmission Mode

三種唔同 ge Data flow 模式

  1. Simplex (單一)
    • 淨係得單一 data 流向 e.g. keyboard
  2. Half-duplex (半雙向)
    • 雖然係雙向，但每一次 data 淨係可以由一個 node 傳去第二個
  3. Full-duplex (全雙向)
    • 兩個 nodes 可以同時傳輪同接收 data

v. Topology

Topology 係指 nodes 之間唔同 ge 連接方法，而 nodes 之間 ge relationship 又分為 Peer-to-peer(p2p) or Primary-secondary 以下所有 nodes = devices

| | Mesh | Ring | Bus | Star | |:———————-:|:——:|:—-:|:—:|:—-:| | Total No. of Cables |n(n-1)/2| n |n + 1| n | |No. of Ports per device | n - 1 | 2 | 1 | 1 |

n = total number of nodes (devices)

  1. Mesh Topology
    Mesh Topology 係最簡單粗暴 ge 一種做法，將所有 ge nodes 連埋一齊，咁當有一部 device down 左，
    其他 devices 都仲可以正常咁 send and receive message.
    Mesh
    • adv:
      • 唔會有 traffic problem
      • 一部機 down 左唔會影響到其他
      • Privacy 同 security 有保障
      • Easy fault identification and isolation(容易知道邊部機出左問題並加以處理)
      • 對 p2p transmission 嚟講
    • dis:
      • 好貴 ($$$)
      • 要求 device ge port 有一定 ge 數量以上
  2. Star Topology
    Star Topology 係近代常用 ge 一種 Network 連接方法
    每一部 devices 都係直接連繫到 central controller ，而佢地之間係唔會有 direct traffic (直接連繫)
    Star
    • adv:
      • Robustness (穩健性) //當有一個 nodes down 左都唔會影響到其他 nodes
      • 相比起 Mesh topology 平D ($$$)
    • dis:
      • Single point of failure //如果嗰 central controller 死左，咁就GG囉
  3. Bus Topology Bus Topology 係以一條 Long cable 作為 backbone 去 connect all devices
    Message 以 broadcast ge 形式去散播
    無咩人用lu Bus
    • adv:
      • 易安裝
    • dis:
      • 可以裝 ge nodes 數比較少
      • Difficult reconfiguration and fault isolation (出事嗰時比較難搵邊部機出事)
  4. Ring Topology
    Ring Topology 係將 D devices 連到成個圈咁，D singal 係單方向咁係 devices 同 devices 之間傳輸 (靠 repeater)
    Ring
    • adv:
      • 易安裝，易重裝
    • dis:
      • total ge devices 數受限
      • 因為 Unidirectional traffic (單向傳輸) ge 特性，一部 devices down 左，成候 Ring 就死左
  5. Hybrid Topology
    Hybrid Topology 係指由唔同 Topology 組成 ge Topology，無咩特別

vi. Protocols

Protocols 可以理解成 a set of rules ，大家都要follow喱一 set rule 去制定佢地 ge services
確保大家可以 work together
哩一 set rules 由三大組織所設立:

  • ISO – International Standards Orgagnization
  • ANSI – American Natinoal Standards Institute
  • IEEE – Institute of Electrical and Electronics Engineers

Layering

每層 Layer 都係 a package of protocals 每層 Layer 都會有自己 ge service 但係佢地 rely on 上一層所 provide ge service 去工作

OSI Model

OSI Model 係由 ISO 係1984年所定立，由7層 Layer 所組成

  
Layer 7Application
Layer 6Presentation
Layer 5Session
Layer 4Transport
Layer 3Netwrok
Layer 2Data Link
Layer 1Physical
  • Application Layer

    我地要靠喱層 layer 去 access network resources

    • 喱一層 Layer 包含平時我地用開 ge application 入面所用到 ge protocol (注意唔係講緊 application 本身)
    • 用chrome去上網就係 HTTPs, HTTP
    • Gmail 就係 SMTP, POP3, IMAP
    • upload/download 就 FTP
  • Presentation Layer

    translate -> compress -> encrypt

    • 喱層 Layer 係將我地睇得明 ge 文字 translate 做電腦 ge 文字
    • translate 完做電腦文字之後就會 compress 再 encrypt
    • e.g SSL for 加密同解密
  • Session Layer (會話層)

    幫你同其他電腦 or server 建立/管理/關閉一個會話

    • 喱層 Layer 會做 Authentication, Authorization 同 session management 喱幾個動作
    • Authentication 係驗証你 ge 身份
    • Authorization 係授權你 access resources
    • Session management 係幫你 keep tracking 同管理唔同 data packets 去 ge location
  • Transport Layer

  • Networking Layer

  • Physical Layer

Ch2 Basic Communication Principles

根本就係physics

Periodic Analog Singals

sine waves ge 集成體

Note, Networking
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