计算机网络

Posted 2020-12-20 lenkaset

计算机网络的概念

??计算机网络是利用通信设备和线路将空间位置不同、功能独立的多个 计算机系统 互连起来，以功能完善的 网络软件 实现网络中资源共享和信息传递的系统（互连的自治的的计算机系统集合）

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计算机网路的组成

??1. 结构组成 = 硬件 + 软件 + 协议;
??2. 功能组成 = 通信子网 + 资源子网;

	通信子网	资源子网
组成：	通信链路	主机Host+终端Terminal
作用：	数据通信	信息处理
目标：	将主计算机的输出信息 传送给另一主计算机	最大限度的全网共享资源
介质：	有线通信线路（架空明线、双绞线、同轴电缆、光纤） 无线通信线路（微波、卫星） 主机、通信处理机	主机、信息资源设备

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计算机网络的功能

1. 数据通信：基本功能，实现联网计算机之间信息传输（文件传输、电子邮件...）
2. 资源共享：软件共享、数据共享、硬件共享；使计算机网络中的资源互通有无、分工协作；提高硬件、软件、数据资源的利用率
3. 分布式处理： 网络中某计算机负荷过重，将其处理的某个复杂任务分配给网络中的其它计算机；提高空闲计算机的利用率
4. 除上述三大功能，计算机网络还可以实现电子化办公、远程教育、娱乐...

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计算机网络的分类

类别	子类
分布范围：	广域网WAN、局域网LAN、城域网MAN
传输技术：	广播式、点对点
交换方式：	电路交换、报文交换、分组交换
拓扑结构：	星形、总线形、环形、树形、网形
传输介质：	双绞线、同轴电缆、光纤、无线
通道：	窄带、宽带
用途：	教育、科研、商业、企业

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计算机网络与互联网发展历史

1. 面向终端的计算机网络
   单个计算机为中心的联机系统，构成面向终端的计算机网络（如20世纪50年代SAGE系统）;
   为减轻中心计算机的负载，在通信线路与计算机之间设置了前端处理机FEP,
   或者通信控制器CCU专门负责与终端之间的通信控制分工，
   在终端机较集中的地区采用集中管理器用低速线把附近群集的终端连接起来，通过MODEN及高速线路与远程中心计算机的前端机相连

2. 计算机——计算机网络
   多台计算机互联的系统，多处理中心，实现资源共享（如20世纪60年代ARPA网、SNA网、DNA网）;
   这个时期的网络产品相对独立，未有统一标准

3. 开放式标准化网络
   解决相对独立的网络产品之间互连问题，国际标准化组织ISO在1984年颁布一个“开放系统互连基本参考模型”（ISO 7498），简称：OSI/RM ---> OSI七层模型
   从此：网络统一了标准，信息高速公路时代(传输内容向图形图像、声音影像等多媒体发展)

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计算机网络标准化工作及相关组织

组织名称	特点	人员构成	成果
IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers) 电气和电子工程师协会	世界最大的专业技术团队	计算机和工程学专业人士	通信领域的802标准：定义总线网络和环形网络等的通信协议
ISO (International Standards Organization) 国际标准化组织	"世界性"组织	许多国家的标准团体	对开放系统的研究；七层协议结构的开放系统模型OSI
ITU (International Telecommunications Union) 国际电信联盟	联合国机构（前身CCITT[1]）	三个部门： 1.ITU-R负责无线电通信 2.ITU-D发展部门 3.ITU-T负责电信 成员包括科研机构、工业组织、电信组织、电话通信方面专业人士以及ISO	制定了许多网络和电话方面的标准

其它组织：国际电子技术委员会IEC(International Electrotechnical Commission)、电子工业协会EIA(Electronic Industries Association)、国际商用机器公司IBM(International Business Machine)...

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计算机网络的性能指标

1. 带宽
   计算机网络中表示网络的通信线路所能传送数据的能力（带宽在通信线路中表示线路允许通过的信号频带范围,单位Hz）是数字信道所能传递的最高数据率,单位（b/s）比特每秒
2. 时延
   指一报文或分组从网络的一段传送到另一端所需的总时间，主要分为发送时延、传播时延、处理时延、排队时延

   时延	来源	公式
   发送时延	节点将分组的所有比特推向链路的时间	发送时延=数据帧长度/发送速率
   传播时延	电磁波在信道中传播一定的距离花费的时间 也就是一个比特从链路一端到另一端传播时间	传播时延=传输信道长度/传输介质中信号的传播速率[2]
   处理时延	数据在交换节点为存储转发而进行的一些必要的处理花费的时间	分析分组的首部、从分组中提取数据部分、进行差错检验、查找适当的路由...
   排队时延	分组在进入路由器后要先在输入队列中排队等待处理，在路由器确定了转发端口后，还要在输出队列中排队等待转发	输入排队+输出排队

3. 时延带宽积
   若发送端连续发送数据，在发送第一个比特即将到达终点时，表示发送端已经发出的比特数。
4. 往返时延
   表示从发送端发送数据开始到发送端收到来自接收端的确认，总共经历的时延；在互联网中还包括各中间结点的处理时延、排队时延以及转发数据时的发送时延
5. 吞吐量
   表示单位时间内通过某个网络、信道、接口的数据量
6. 速率
   网络中的速率是指连接在计算机网络上的主机在数字信道上传送数据的速率：也称数据率、比特率，单位b/s

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1. CCITT——Consultative Committee on International Telephone and Telegraph:国际电报电话咨询委员会 ??

2. 电磁波在自由空间的传播速率是光速，即3x10⁸m/s;电磁波在铜线电缆中的传播速率约为2.5x10⁸m/s;电磁波在光纤中的传播速率约为2x10⁸m/s ??