計算機網絡原理-第一章
計算機網絡概述
計算機網絡基本概念
計算機網絡定義：
計算機網絡是利用通信設備與通信鏈路或者通信網絡，互聯位置不同、功能自治的計算機系統，並遵循一定的規則實現計算機系統之間的信息交換。
計算機網絡定義的概括：
計算機網絡是互聯的、自治的計算機集合。
協議的定義：
協議是網絡或通信實體之間在數據交換過程中需要遵循的規則或約定
包括三個基本要素：
語法：（交換信息的格式）
語義：（交換信息過程當中，數據的含義）
時序：（交換信息國過程中，做事的順序）
計算機網絡的功能
硬件資源共享
軟件資源共享
信息資源共享
計算機網絡的分類
按覆蓋範圍：個域網、局域網、城域網、廣域網
按拓撲結構：星型、總線、環形、網狀、樹形、混合拓撲結構
按交換方式：電路交換網絡、報文交換網絡、分組交換網絡
按網絡用戶屬性： 共有網、私有網
拓撲結構
拓撲結構的特點
星型拓撲：
優點：易於管理和控制，出現故障易於隔離、容易發現故障點在哪裏、
缺點：中心節點故障網絡癱瘓、成本高
總線性：
優點：構造簡單、
缺點：網絡性能效率不高、故障難診斷和隔離
環形拓撲
優點：構造簡單
缺點：故障難診斷和隔離、增加或退出節點複雜
網狀拓撲
優點：兩個路徑間通信有多條路可以選擇
缺點：管理和控制複雜、成本高
樹形結構
優點：易於管理和控制，出現故障易於隔離、容易發現故障點在哪裏、
缺點：中心節點故障網絡癱瘓、成本高
混合型
兼具之前的特點
計算機網絡結構
計算機網絡層次
一、網絡邊緣（資源子網）
二、接入網絡
1.電話撥號
2.非對稱用戶數字線（ADSL）
3.混合光線同軸電纜（HFC）
4.局域網
5.移動接入網絡（通信子網）
三、網絡核心層（只是數據的交換）
數據交換技術
數據交換的概念
交換節點和傳輸介質的集合稱爲通信子網，即網絡核心
電路交換（有線電話網）
在電路交換網絡中，
首先需要通過中間交換節點爲兩臺主機之間建立一條專用的通信線路，稱爲電路
然後利用該電路進行通信
通信結束後在拆除電路
電路交換的特點
電路交換的優點是是實時性高、時延和時延抖動都較小
缺點是對於突發性數據傳輸，新到利用率第，其傳輸速率單一
報文交換（電報）
以報文爲單位在交換網絡的各節點之間以儲存-轉發的方式傳送
報文交換特點
1.不需要建立連接
2.只有當報文被轉發時才佔用相應的信道
3.交換節點需要緩衝存儲、報文需要排隊、增加了延時
分組交換（重點）
分組交換將一個完整的報文拆分成若干個分組，分組傳輸過程通常也採用存儲-轉發交換方式
分組交換的特點
優點：
1.交換設備存儲容量要求低
2.交換速度快
3.可靠傳輸效率高
4.更加公平
分組長度的確定依據
1.分組長度與延時事件
2.分組長度與誤碼率
計算機網絡性能
速率
速率是指網絡單位時間內傳送的數據量，也成爲數據傳輸速率或數據速率。速率的基本單位是bit/s（bps）
帶寬
帶寬原本是指信號具有的頻帶寬度，即信號成分的最高頻率與最低頻率之差，單位爲Hz
時延
時延是指從網絡中的一個節點到達另一個節點所需要的時間
分組的每跳傳輸過程主要產生4類時間延遲：
節點處理時延、排隊時延、傳輸時延（貨物搬上傳送帶的時間）、傳播時延（貨物被傳送帶送到目標地的時間）
時延帶寬積
一段物理鏈路第傳播時延與鏈路帶寬的乘積。
表示一段鏈路可以容納的數據位數，也稱爲以位爲單位的鏈路長度
丟包率
丟包率常被用於評價和衡量網絡性能的指標，在很大程度上可以反映網絡的擁塞程度
丟包率 = 丟失分組總數 / 發送分組總數
吞吐量
單位時間內源主機通過網絡向目的主機實際發送的數據量
經常用於度量網絡的實際數據傳送（通過）能力，即網絡實際可以達到源主機到目的主機的數據傳送速率
計算機網絡體系結構
計算機網絡體系結構分層的思想
計算機網絡完成的所有功能可以劃分爲若干層，每層完成一部分子功能，每層在完成相應功能時與另一通信實體的相同層按照某種協議進行信息交換
體系結構的定義
計算機網絡劃分的層次以及各層協議的集合計算機網絡體系結構
OSI七層參考模型
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TCP/IP參考模型
網絡接口層對應OSI下兩層物理層和數據鏈路層
網際層對應OSI網絡層
運輸層對應OSI傳輸層
應用層對應OSI上三層應用層、表示層、會話層
五層參考模型
計算機網絡與因特網發展簡史（瞭解）
最開始的計算機網絡是美國開發的APRAnet
起因是原先的電話通信，一旦在炮火中電話線斷了，就不能通信了
所以計算機網絡希望能在節點出現問題之後仍然可以通信，最開始只有四個節點，後來越來越大，
APRAnet從軍方脫離出來，逐漸商業化，形成了現在的互聯網
本章小結
