第一章概述

本章重点：

互联网边缘部分和核心部分的作用，其中包含分组交换的概念。
计算机网络的新能指标。
计算机网络分层次的体系结构，包含协议和服务的概念。

1.1 计算机网络在信息时代中的作用

“ 三化 ”：数字化、网络化、信息化
——这是21世纪最重要的特征，是一个以网络为核心的时代。
“ 三网 ”：电信网络、有线电视网络、计算机网络
“ 三网融合 ”：电信网络和有线电视网络都逐渐融入现代计算机网络的技术

20世纪90年代后，以Internet为代表的计算机网络得到了飞速的发展，译名：因特网、互联网（Internet是由数量极大的各种计算机网络互连起来的）。

互联网的两个重要基本特点：连通性 和 共享性
连通性：好像网上这些用户终端都彼此直接联通一样。
共享性：指资源共享。可以是信息共享、软件共享，也可以是硬件共享。

1.2 互联网概述

1.2.1 网络的网络

计算机网络（简称网络）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、交换机或路由器等。
互联网是“ 网络的网络 ”：多个网络通过路由器相互连接起来（网络把N个计算机连接在一起，而互联网则把许多网络通过一些路由器连接在一起。）。

与网络直接相连的计算机被称为主机，互联网中不可缺少的路由器是一种特殊的计算机（有中央处理器、存储器、操作系统等），但不能称为主机。

1.2.2 互联网基础结构发展的三个阶段

共三个阶段（时间的划分是有部分重叠的）：
第一阶段：从单个网络 ARPANET 向互联网发展的过程。

ARPANET是第一个计算机网络。

第二阶段：特点是建成了三级结构的互联网

NSFNET，是一个三级计算机网络，分为 主干网、地区网、校园网（企业网）。

第三阶段：特点是逐渐形成了全球范围的多层次ISP结构的互联网
NSFNET逐渐被互联网主干网替代。出现互联网服务提供者ISP，又称为互联网服务提供商。如：电信、联通、移动。

根据提供服务的覆盖面积大小，以及所拥有的IP地址数目的不同，ISP也分为不同的层次的ISP。
主干ISP：又几个专门的公司创建维护，服务面积最大（一般能够覆盖国家范围），拥有高速主干网。
地区ISP：较小的ISP
本地ISP：给用户提供直接服务。

互联网交换点IXP：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。

1.2.3 互联网的标准化工作

制定互联网的正式标准要经过三个阶段：
互联网草案、建议标准、互联网标准

1.3 互联网的组成

边缘部分：由所有连接在互联网上的主机组成。这部分是用户直接使用的，用来进行通信（传送数据、音频或视屏）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。这部分是为边缘部分提供服务的（提供联通性和交换）。

1.3.1 互联网的边缘部分

处在互联网边缘的部分就是连接在互联网上的所有主机，这些主机又称为端系统。
端系统的拥有者：个人、单位、ISP
我们说：“主机A和主机B进行通信”
实际上指“运行在主机A上的某个程序和运行在主机B上的另一个程序进行通信”
简称：“计算机之间通信”

端系统之间的通信方式：

客户-服务器方式（C/S 方式）
对等方式（P2P方式）

客户-服务器方式

在互联网上是最常用的，也是传统的方式。
客户是服务请求方，服务器是服务提供方。
客户程序：
（1）被用户调用后运行，在通信时主动向远地服务器发起通信（服务请求），所以客户程序必须知道服务器程序的地址。
（2）不需要特殊的硬件和很复杂的操作系统。
服务器程序：
（1）是一种专门用来提供某种服务的程序，可同时处理多个远地或本地客户请求。
（2）服务器程序不需要知道客户户程序的地址
（3）一般需要有强大的硬件和高级的操作系统支持。

对等连接方式

对等方式从本质上看仍然使用客户-服务器方式，只是对等连接中的每一台主机既是客户优势服务器。

1.3.2 互联网的核心部分

在网络核心部分起特殊作用的是路由器。
路由器是实现分组交换的关键构建。其任务是转发收到的分组，这是网络核心部分最重要的功能。

电路交换的主要特点

电路交换：建立连接（占用通信资源）→ 通话（一直占用通信资源）→ 释放连接（归还通信资源）
特点：在通话的全部时间内，通话的两个用户始终占用端到端的通信资源。
当使用电路交换来传送计算机数据时，其线路的传输效率往往很低。

分组交换的主要特点

分组交换：采用存储转发技术。
报文：要发送的整块数据称为一个报文。
分组（包）：每个数据段前，加上一些必要的控制信息组成的首部。

主机为用户进行信息处理，路由器用来转发分组，即进行分组交换

分组交换的优点：高效、灵活、迅速、可靠

三种交换方式：
电路交换：整个报文的比特流连续地从源点直达终点。
报文交换：整个报文先传送到相邻节点。
分组交换：单个分组（报文的一部分）传送到相邻节点。

1.4 计算机网络在我国的发展

不重要

1.5 计算机网络的类别

1.按地理范围分类

分为局域网、广域网和城域网三类。
局域网LAN：它是连接近距离计算机的网络，覆盖范围从几米到数公里。例如办公室或实验室的网、同一建筑物内的网及校园网等。
广域网WAN：其覆盖的地理范围从几十公里到几千公里，覆盖一个国家、地区或横跨几个洲，形成国际性的远程网络。例如我国的公用数字数据网(ChinaDDN)、电话交换网(PSDN)等。
城域网MAN，它是介于广域网和局域网之间的一种高速网络，覆盖范围为几十公里，大约是一个城市的规模。