概述
2019-10-24 10:03:57 0 举报AI智能生成
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计算机网络概述
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大纲/内容
概述
计算机网络在信息时代中的作用
连通性
共享
因特网概述
网络的网络
网络
结点
计算机
集线器
交换机
路由器
链路
互联网（网络的网络）
组成
最大的互联网：因特网
因特网发展的三个阶段
从单个网络ARPANET想互联网发展的过程
建成了三级结构的因特网
逐渐形成了多层次ISP结构的因特网
ISP（因特网服务提供者）
主干ISP
地区ISP
本地ISP
IXP（因特网交换点）
作用：允许两个网络直接相连并交换分组，而不需要再通过第三个网络来转发分组
采用工作在数据链路层的网络交换机（将局域网互连起来）
因特网的标准化工作
因特网组成
因特网的边缘部分
概念：由所有连接在因特网上的主机组成，供用户直接使用，用来通信和资源共享
计算机之间通信：主机A的某个进程和主机B上的另一个进程进行通信
端系统：处于边缘部分的连接在因特网上的所有主机
端系统（里面的进程）之间的通信方式
客户-服务器方式（C/S方式）
客户是服务请求方
服务器是服务提供方
对等方式（P2P方式）
因特网的核心部分
概念：由大量网络和连接这些网络的路由器组成，为边缘部分提供服务（连通性和交换通信共享）
专用计算机
实现分组交换
任务：转发收到的分组
电路交换的主要特点
线路的传输效率很低
分组交换的主要特点
存储转发技术
报文：要发送的整块数据，可划分为多个数据段
分组/包
因特网中的传送数据单元
组成：首部（包头）+数据段
端系统主机VS路由器
主机
低速链路连入因特网
为用户机进行息处理，可以和其他主机通过网络交换信息
高速链路相连
转发分组，即进行分组交换
短分组暂存在路由器的存储器中（内存），而不是磁盘中
分组交换的主要优点
高效：在分组传输的过程中动态分配传输带宽，对通信链路是逐端占用
灵活：为每一个分组独立地选择转发路由
迅速：以分组为传送单位，可以不先建立连接就可以和其他主机发送分组
可靠：保证可靠性的网络协议；分布式多路由的分组交换网，使网络有很好的生存性
问题
时延问题
开销，管理和控制机制
区别三种交换方式在数据传输阶段的主要特点
电路交换
整个报文的比特流连续地从源点直达终点，好像在一个管道中传送
报文交换
整个报文先传送到相邻结点，全部存储下来后查找转发表，转发到下一个结点
分组交换
单个分组（整个报文的一部分）传送到相邻结点，存储下来后查找转发表转发到下一个结点
计算机网络体系结构
计算机网络体系结构的形成
协议与划分层次
网络协议
定义：进行网络中的数据交换而建立的规则，标准或约定
组成要素
语法
语义
同步
分层
好处
各层之间是独立的
灵活性好
结构上可分割开
易于实现和维护
能促进标准化工作
各层所要完成的功能
差错控制
流量控制
分段和重装
复用和分用
建立连接和释放
具有五层协议的体系结构
体系结构：各层及其协议的集合
分类
OSI体系结构
应用层
进程之间
数据单元：报文
表示层
会话层
运输层
向两个主机进程之间的通信提供通用的数据传输服务
复用：多个应用层进程可以同时使用下面的运输层的服务
分用：运输层把收到的信息分别交付上面应用层中相应的进程
协议
传输控制协议TCP：提供面向连接，可靠的数据传输服务，其数据传输的单元是报文段
用户数据报协议UDP：提供无连接的、尽最大努力的数据传输服务，其数据传输的单位是用户数据报
网络层
为分组交换网（路由器）上的不同主机提供通信服务
发送数据时候，讲运输层产生的报文段或用户数据报封装成分组或包（IP数据报/数据报）进行发送
无连接的网际协议IP
路由选择协议
数据链路层
将网络层交下来的分组或包（IP数据报/数据报）组装成帧
物理层
数据单位：比特
TCP/IP体系结构
网际层IP
网络接口层
五层协议的体系结构
实体，协议，服务和服务访问点
实体：任何可发送或者接受信息的硬件或软件进程
协议：控制两个对等实体（或者多个实体）进行通信的规则的集合
服务：在协议的控制下，两个对等实体间的通信使得本层能够向上一层提供服务，要实现本层协议还需要下一层所提供的服务
注意
协议的实现保证了能够向上一层提供服务，使用本层服务的实体只能看见服务而无法看见下面的协议，下面的协议对上面的实体是透明的；协议是水平的，服务是垂直的
协议是“水平的”，即协议是控制对等实体之间通信的规则；服务是“垂直的”，即服务是由下层向上层通过层间接口提供的
并非一层内完成的全部功能都成为服务，只有能够被高一层实体“看得见”的功能才能成为“服务”（服务原语实现）
服务访问点（SAP）：同一系统相邻两层的实体进行交互（交换信息）的地方
TCP/IP的体系结构
计算机网络在我国的发展
计算机网络的类别
计算机网络的定义
几种不同类别的网络
网络的作用范围
广域网WAN
城域网MAN
局域网LAN
个人区域网PAN
网络的使用者
公用网
专用网
把用具接入到因特网的网络
接入网AN（本地接入网/居民接入网）
计算机网络的性能
计算机网络的性能指标
速率（数据率/比特率）
传送数据的速率
单位：b/s或者bps
带宽
网络的通信线路传送数据的能力
单位时间内从网络中的某一点到一个点所能通过的最高数据率
单位：b/s
吞吐量
单位时间内通过某个网络（信道、接口）的数据量
时延
数据（一个报文、分组、比特）从网络（或者链路）的一端传送到另一端所需要的时间
发送时延=数据帧长度（b）/发送速率（b/s）
传播时延=信道长度（m）/电磁波在信道上的传播速率（m/s）
处理时延
排队时延
时延带宽积=传播时延 x 带宽 （bit）
往返时间RTT：从发送放发送数据开始到发送方收到来自接受方的确认，总共经历的时间
利用率：信道或者网络利用率过高会产生非常大的时延
计算机网络的非性能指标
费用
质量
标准化
可靠性
可扩展性和可升级性
易于管理和维护
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