计算机网络学习笔记

一、计算机网络概论

1.1 计算机网络在信息时代中的作用

  1. 21世纪的重要特征:数字化、网络化和信息化,以网络为核心。
  2. “三网融合”:电信网络、有线电视网络、计算机网络
  3. 互联网(Internet)的两个重要基本特点:连通性、共享
  4. 互联网+的特点:深度融合

1.2 互联网概述

  • 互联网(Internet)
  • 计算机网络(简称网络)

    • 由若干结点(node)和连接结点的链路(link)组成。
  • 互联网(internetwork / internet)

    • 通过路由器把网络互连起来,构成更大的计算机网络。
    • 网络的网络(network of networks)
  1. 与网络相连的计算机常称为主机(host)
  2. 互联网基础结构发展的三个阶段:

    • 第一阶段:1983年TCP/IP协议成为ARPANET上的标准协议。
    • 第二阶段:建成了三级结构的互联网,分为主干网、地区网和校园网(企业网)。
    • 第三阶段:逐渐形成多层次ISP结构的互联网。

      • 互联网服务提供者ISP(Internet Service Provider), 分为主干ISP、地区ISP和本地ISP
  3. 成为互联网正是标准要经历的三个阶段:

    • 互联网草案(Internet Draft),有效期六个月,不是RFC文档。
    • 建议标准(Proposed Standard),RFC文档。
    • 互联网标准(Internet Standard),分配到编号STD xx。一个标准可以与多个RFC文档关联。
  4. RFC文档包括:建议标准、互联网标准、历史的RFC、实验的RFC和提供信息的RFC文档。

1.3 互联网的组成

  1. 从互联网的工作方式可以分为两大块:

    • 边缘部分:由连接在互联网上的主机端系统end system)组成。
    • 核心部分:由大量网络和连接网络的路由器组成。
  2. 端系统之间的通信方式:

    • 客户-服务器方式(Client/Server方式, C/S方式)
    • 对等方式(Peer-to-Peer方式,P2P方式)
  3. 在网络核心部分起特殊作用的是路由器(router)转发收到的分组,实现分组交换(packet switching)
  4. 电路交换是面向连接的,分为三个阶段:

    • 建立连接
    • 通信
    • 释放连接
  5. 分组交换采用存储转发技术。

    • 在发送段先将较长的报文划分为较短的、固定长度的数据段
    • 在每一个数据段前面添加上首部构成分组(packet),首部中包含地址等控制信息。
    • 分组为数据传输单元依次发送到接收端,每个分组独立地选择传输路径
    • 接收端受到分组后剥去首部还原成报文。
  6. 路由器中的输入和输出端口之间没有直接连线。处理分组的过程是:

    • 放入缓存(暂时存储)
    • 查找转发表
    • 转发
  7. 分组交换的优点:

    • 高效动态分配传输带宽。
    • 灵活:每一个分组独立地选择最合适的转发路由。
    • 迅速:可以不先建立连接就能向其他主机发送分组。
    • 可靠:保证可靠性的网络协议。
  8. 分组交换的问题:

    • 分组储存转发时需要排队,造成时延
    • 首部造成一定开销

1.4 计算机在我国的发展

  • 中国电信互联网 CHINANT
  • 中国联通互联网 UNINET
  • 中国移动互联网 CMNET
  • 中国教育和科研计算机网 CERNET
  • 中国科学技术网 CSTNET

1.5 计算机网络的类别

  1. 从网络的作用范围分:

    • 广域网WAN(Wide Area Network)
    • 城域网MAN(Metropolitan Area Network)
    • 局域网LAN(Local Area Network)
    • 个人局域网PAN(Personal Area Network)
    • 若中央处理及之间的距离非常近,则称之为多处理机系统,而不成其为计算机网络。
  2. 从网络的使用者分:

    • 公用网(public network)
    • 专用网(private network)
  3. 接入网AN(Access Network)

    • 既不属于核心部分也不属于边缘部分。
    • 多数属于局域网

1.6 计算机网络的性能

  • 速率
  • 带宽
  • 吞吐率
  • 时延
  • 时延带宽积
  • 往返时间RTT
  • 利用率
  1. 速率
  • 数据的传送速率,也称为数据率(data rate)、比特率(bit rate)。速率往往指的是额定速率或标称速率,非实际运行速率。
  • 一个比特(bit)就是一个二进制数字中的一个1或0.
  • 单位:bit/s, kbit/s, Mbit/s, Gbit/s等。
  1. 带宽
  • 原指信号具有的频带宽度,单位为赫(千赫、兆赫、吉赫等)。 (频域称谓)
    计算机网络中表示单位时间内网络中的某信道所能通过的最高数据率,单位为bit/s。 (时域称谓)
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