计算机网络 第一章 概述

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第一章 概述

  • 21世纪的一些重要特征是数字化、网络化、信息化,以网络为核心

  • 三网合一:电信网络、有线电视网络、计算机网络

  • 互联网的特点:连通性和共享

  • 计算机网络由若干节点和连接这些节点的链路组成

  • 网络中的节点可以是计算机、集线器、交换机和路由器等

  • 注意internet和Internet的区别,Internet是网络的网络

  • 互联网发展的三个阶段:

    • 1969年ARPANET产生 1990年关闭
    • 1983年TCP/IP协议
    • 第一阶段是从单个网络ARPANET向互联网发展的过程
    • 第二阶段是建成了三级结构的互联网 主干网、地区网
      、校园网
    • 第三阶段逐渐形成多层次ISP结构的互联网 ISP(Internet Service Provider)
  • CERN 推出WWW 万维网

  • 互联网标准的形成过程

    • 互联网草案
    • 建议标准
    • 互联网标准
  • 互联网的组成

    • 边缘部分 , 连接在互联网上的主机,用户直接使用,进行通信和资源共享
    • 核心部分 , 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
  • 边缘端系统的通信方式

    • C/S方式 (client / service)
    • P2P方式 (peer to peer)
  • 信息交换的方式

    • 电路交换
    • 分组交换
    • 报文交换
  • 几种不同类型的计算机网络

    • 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 Nerwork)
    • 前面是根据作用范围进行划分,也可以根据使用者划分为公用网和专用网
  • 计算机网络的性能

    • 速率 (往往指额定速率或标称速率)使用一个二进制作为一个比特位进行计算 ,使用bit/s为单位进行计算

    • 带宽 (本来指某个信号具有的频带宽度)计算机网络中使用bit/s为单位

    • 吞吐量 (表示在单位时间内通过某个网络的实际的数据量)

    • 时延

      • 发送时延 (发送时延 = frac{数字居帧长度(bit)}{发送速率(bit/s)})
      • 传播时延 (传播时延 = frac{信道长度(m)}{传播速率(m/s)})
      • 处理时延
      • 排队时延 取决于网络当时的通信量
    • 时延带宽积 (以bit为单位的链路长度)

      • 时延带宽积 = 传播时延 X 带宽
    • 往返时间RTT (Round Trip Time)

      • 数据大小 (MB = 2^{20} * 8 (bit))
      • RTT指A收到B的信息好向B发送确认信息到A接到确认信息花的时间
      • 有效数据率 (有效数据率 = frac{数据长度}{发送时间+RTT}) 往返时延的大小会影响通信线路的有效数据率
    • 利用率 (信道并不一定在每个时刻都是满的)

      • (D_0)表示网络空闲时的时延,(D)表示网络当前的时延,(U)表示利用率,那么在适当的假定情况下(D = frac{D_0}{1-U})
      • 信道或网络的利用率过高会产生非常大的时延
    • 非性能特征

      • 费用
      • 质量
      • 标准化
      • 可靠性
      • 可扩展性和可升级性
  • 计算机网络的体系结构的形成

    • 网络协议的主要组成要素:语法、语义、同步
    • OSI 五层协议体系结构
      • 应用层 DNS、HTTP、SMTP、POP3、数据单元为报文
      • 运输层 TCP(Transmission Control Protocol)和UDP(User DataGram Protocol)协议
      • 网络层 数据单元为IP数据报
      • 数据链路层 封装成帧(framing)
      • 物理层 二进制比特流
    • TCP/IP
      • 应用层
      • 运输层
      • 网际层
      • 网络接口层

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