计算机网络概述
1、计算机网络的定义
2、互联网
3、互联网的两个重要特点
4、互联网的组成(工作方式)
5、计算机网络的分类
6、计算机网络的性能指标
7、三种交换方式
8、网络协议
9、计算机网络的体系结构
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1、计算机网络的定义
计算机网络主要是由一些通用的、可编程的硬件互连而成的,而这些硬件并非专门用来实现某一特定目的。这些可编程的硬件能够用来传送多种不同类型的数据,并能支持广泛的和日益增长的应用 ? ? 根据这一定义 ? ? ? ? (1)计算机网络所连接的硬件,并不局限于一般的计算机,而是包括了智能手机 ? ? ? ? (2)计算机网络并非专门用来传送数据,而是能够支持很多种的应用(包括今后可能出现的各种应用)
? ? 注:“可编程的硬件”表明这种硬件一定包含有中央处理及(CPU)
2、互联网
? ? 互联网(Internet) ? ? ? ? 特质Internet,起源于美国,现已发展成为世界上最大的、覆盖全球的计算机网络
? ? 计算机网络(简称网络) ? ? ? ? 由若干结点(node)和连接这些节点的链路(link)组成
? ? 互连网(internetwork 或 internet) ? ? ? ? 可以通过路由器把计算机网络互连起来,这就构成了一个覆盖范围更大的计算机网络,称之为互连网 ? ? ? ? “网络的网络”
? ? 网络:把许多计算机连接在一起 ? ? 互连网:把许多网络通过路由器连接在一起
3、互联网的两个重要特点
? ? 连通性 ? ? ? ? 使上网用户之间都可以交换信息,好像这些用户的计算机都可以彼此直接连通一样
? ? 共享性 ? ? ? ? 资源共享(信息共享、软件共享、硬件共享) ? ? ? ? 由于网络的存在,这些资源好像就在用户身边一样,方便使用
4、互联网的组成(工作方式)
? ? 边缘部分:由多有连接在互联网上的主机组成。用户直接使用,用来通信和资源共享。 ? ? ? ? 端系统的通信方式 ? ? ? ? ? ? 客户-服务器模式(C/S模式) ? ? ? ? ? ? ? ? 客户是服务的请求方,服务器时服务的提供方 ? ? ? ? ? ? ? ? 客户、服务器都要使用网络核心部分所提供的服务
? ? ? ? ? ? P2P模式 ? ? ? ? ? ? ? ? 平等、对等连接通信
? ? 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(童工连通性和交换)
5、计算机网络的分类
? ? 按网络作用范围分类 ? ? ? ? 广域网(WAN) ? ? ? ? 城域网(MAN) ? ? ? ? 局域网(LAN) ? ? ? ? 个人区域网(PAN)
? ? 按网络使用者分类 ? ? ? ? 公用网 ? ? ? ? 专用网
? ? 接入网
6、计算机网络的性能指标
? ? 主要包括 ? ? ? ? 速率 ? ? ? ? ? ? 数据的传送速率
? ? ? ? 带宽 ? ? ? ? ? ? 单位时间内网络中某通道所能通过的“最高数据率”(传送数据的能力)
? ? ? ? 吞吐率 ? ? ? ? ? ? 单位时间内通过某个网络的数据量 ? ? ? ? ? ? 受到网络带宽和网络额定速率的限制
? ? ? ? 时延 ? ? ? ? ? ? 发送时延=数据帧长度(bit)/ 发送速率(bit/s) ? ? ? ? ? ? 传播时延=信道长度(米)/ 信号在信道上的传播速率(米/秒) ? ? ? ? ? ? 处理时延 ? ? ? ? ? ? 排队时延:往往取决于网络中的通信量(光纤中:2.0*10^5km/s) ? ? ? ? ? ? 各种时延产生的位置
? ? ? ? 时延带宽积=传播时延*带宽 ? ? ? ? 往返时间RTT:从发送方发送数据开始,到发送方收到来自接收到的确认,总共经历的时间 ? ? ? ? 利用率 ? ? ? ? ? ? 信道利用率:信道有百分之几的时间是被利用的 ? ? ? ? ? ? 网络利用率:全网络的信道利用率的加权平均 ? ? ? ? ? ? 信道利用率并非越大越好 ? ? ? ? ? ? D=D0/(1-U) ? ? ? ? ? ? | D0:网络空闲时的时延,D当前网络时延,U网络利用率
7、三种交换方式
? ? 电话交换 ? ? ? ? 数据传输单元:比特流 ? ? ? ? 面向连接(物理连接)
? ? 报文交换 ? ? ? ? 整个报文
? ? 分组交换 ? ? ? ? 数据传输单元:分组 ? ? ? ? 采用存储转发技术 ? ? ? ? 优点 ? ? ? ? ? ? 高效:在分组传输的过程中动态分配传输带宽,对通信链路是逐段占用 ? ? ? ? ? ? 灵活:为每一个分组独立地选择最合适地转发路由 ? ? ? ? ? ? 迅速:已分组作为传送单位,可以不先建立连接就能向其他主机发送分组 ? ? ? ? ? ? 可靠:保证可靠地网络协议;分布式多路由地分组交换网,使网络有很好地生存性
? ? ? ? 过程 ? ? ? ? ? ? 在发送端,先将报文分为较短的、固定长度地数据段 ? ? ? ? ? ? 每一个数据段前面添加上首部构成分组 ? ? ? ? ? ? 分组交换网以“分组”作为数据传输单元,依次把各分组发送到接收端 ? ? ? ? ? ? 接收端接收到分组后剥去首部还原成报文
? ? 三种交换方式的比较
8、网络协议
? ? 三要素 ? ? ? ? 语法:数据与控制信息的结构或格式 ? ? ? ? 语义:需要发出何种控制信息,完成何种动作以及做出何种响应 ? ? ? ? 同步:时间实现顺序的详细说明
? ? 非常复杂的计算机网络协议,其结构应该是层次式的 ? ? 各层的主要功能 ? ? ? ? 差错控制 ? ? ? ? 流量控制 ? ? ? ? 分段和重装 ? ? ? ? 复用和分用 ? ? ? ? 连接建立和释放
9、计算机网络的体系结构
? ? OSI的七层协议体系结构的概念清楚,理论也比较完整,但既复杂又不实用 ? ? TCP/IP是四层体系结构:应用层、运输层、网络层、网络接口层 ? ? 五层协议的体系结构:综合OSI和TCP/IP的优点
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