计算机网络学习笔记（一） 第一章 概述

1.1计算机网络发展

• 远程联机系统（50-60年代）
• 计算机-计算机网络（60年代末-70年代）
• 开放标准化网络（80年代-至今）

1.1.1远程联机系统

FEP:Front End Processor，前端处理机，完成通信任务

M：Modem 调制调节器，数字信号转化为模拟信号

TC：Terminal Controller,将多条低速线路汇聚到高速线路上

多个远程终端可同时向主机提交程序和命令

FEP完成信息的串并转换、差错控制和流量控制，按照一定次序向主机提交，主机依次处理，将结果返回给FEP。

1.1.2 计算机—计算机网络

通信子网：

由路由器和通信线路组成，为信息传输提供物理链路，路由器是一种专用计算机，可以完成存储转发、流量控制、差错控制、路由选择等功能

资源子网：

以共享资源为目标，由主机和服务器构成，为用户提供各种各样的软硬件服务。

硬件：CPU、GPU、硬盘、磁带、打印机等

软件：OS、数据库系统、工具软件和应用程序等

1.1.3 开放标准化网络

具有统一的网络体系结构，遵循标准化协议，便于网络互连和大规模生产，降低成本。

网络体系参考模型：

• OSI参考模型
• TCP/I协议簇（Internet参考模型）
• CCITT建议

1.2 计算机网络的定义：

多个独立的计算机通过物理链路链接，遵循共同的网络协议，在数据交换的技术上，实现对资源的共享

1.3 计算机网络的分类：

1.3.1 地理范围分类：

• 局域网 LAN
• 城域网 MAN
• 广域网 WAN

1.3.2 按拓扑结构分类：

• 星型：任意两节点之间通信都得通过中间节点，中间节点损坏则网络瘫痪
• 环形：信息在一个闭环中传输，若闭环中任意部分（节点、链路）损坏，则网络瘫痪
• 总线型：一个节点传输的信息可被所有其他节点接受，任一节点的损坏不影响整个网络
• 不规则型：任两节点之间的通信都不止一条链路，所以一节点的损坏不影响整个网络，布线灵活，几乎不受拓扑结构的限制

局域网：星型、环型、总线型

广域网：不规则型

独占信道：星型、不规则型

共享信道：总线型、环型

1.3.2 按数据交换分类：

1. 电路交换
2. 分组交换
3. 信元交换

电路交换：

• 建立链接、数据传输、关闭连接。
• 优点：实时性高，可靠性强
• 缺点：信道利用率低

分组交换：

• 无连接，使用统计时分服用技术，存储转发，将大的数据包转换为小的数据包、成组传输
• 优点：信道利用率高，有利于差错控制、流量控制
• 缺点：实时性差、传输延迟较高

信元交换：

• 面向连接的快速分组交换技术
• 没有差错控制和流量控制，但是面向连接可以解决因此产生的丢包问题
• 综合了电路与分组交换的优点

1.4 网络带宽和延迟

1. 网络带宽(BandWidth)：单位时间内能传输的数据量，单位bps、K(10^3)bps、M(10^6)bps、G(10^9)bps
2. 网络延迟(Latency/Delay)：传播延迟，从物理链路的一段到另一端花费的时间；传输延迟，路由器把数据包推送到物理链路上花费的时间：Time=Size/BandWidth；排队延迟：数据包在中间路由器，从当前位置，到成为第一个、将要发送出去的数据包，排队所用时间（MaxTime=路由器缓存大小/BandWidth）
3. 网络延迟抖动：同一数据包的不同分组在达到信源时的不均匀。因为单个数据包可能按照不同的物理链路转发，所以无法估计具体时间，从而产生抖动。
4. 网络吞吐量：应用程序所感受到的有用带宽（有效数据Size/time）。所以，有关于协议上的控制信息的传输不属于有用带宽，从而不同协议的网络吞吐量也是不同的。网络吞吐量用来衡量网络性能，更加有意义。