第一章知识点复习（计算机网络 第七版）

第一章知识点复习

1.1计算机网络在信息时代中的作用

（1）二十一世纪的重要特征就是数字化、网络化和信息化，它是一个以网络为核心的信息时代。

（2）三大类熟悉网络分别是电信网络、有线电视网络和计算机网络。

（3）互联网具有两个基本特点：连通性和共享（资源共享）。

1.2互联网的概述

（1）计算机网络是由若干结点和连接这些结点的链路组成的。（其中结点包括计算机、交换机、路由器、集线器等等）

（2）计算机网络（可简称为网络）把许多计算机连接在一起，而互连网则把许多网络连接在一起，是网络的网络。

（3）internet是互连网的通用名词，它是网络的网络，在这些网络之间的通信协议可以是任意的。

（4）internet是互联网的通用名词，它指当前世界最大的、开放的、由众多网络互连而成的特定的互连网，并且采用TCP/IP协议族作为通信原则，其前身是美国的ARPANET。

（5）互联网的标准化工作，制定互联网的正式标准要经过以下三个阶段：互联网草案、建议标准（从这个阶段开始形成了RFC文件）、现在简化为建议标准到互联网标准。

1.3互联网的组成

（1）互联网由两部分组成，一部分是边缘部分（端系统）、另一部分是核心部分。

（2）边缘部分是所有连接在互联网上的主机组成的。

（3）核心部分是由大量的网络和连接这些网络的路由组成的。

（4）边缘部分的通信实际是进程之间的通信，简称为计算机之间的通信，通信可以划分为两大类一类是C/S（客户-服务器方式），另一类是对等方式（P2P方式）。

（5）C/S的特点是客户是服务的请求方，服务器是服务的提供方，在通信时，客户必须知道服务器程序的地址，不需要特殊的硬件和复杂的操作系统。服务器可同时处理多个远地或本地客户的请求，服务器被启动后自动调用并不断的运行着，等待着客户的请求，因此服务器不需要知道客户的地址。

（6）P2P的特点：实际上也是一种特殊的客户服务器方式，不区分客户端和服务器，一台计算机既可以是客户机也可以是服务器，可以支持大量的对等用户同时工作，用户越多下载速度越快。

（7）核心部分的通信方式有三种：电路交换、报文交换、分组交换。

（8）电路交换必须经过建立连接、通话、释放连接三个步骤的交换方式才能进行通信，特点是通话中的两个用户始终占用着端到端的通信资源，其线路中的传输效率往往很低，整个报文的比特流连续地从源点到终点好像在一个管道中传送的。

（9）报文交换：整个报文先转发到相邻的结点，全部存储下来后查找转发表，转发到下一个结点。

（10）分组交换：把报文划分成更小的数据段，在每一个数据段的前面加上必要的控制信息组成首部后，就构成了一个分组（包），分组是互联网中传送的数据单元。在分组交换的过程中主机是为用户进行信息处理的，路由器则是用来转发分组的，即进行分组交换的。过程是单个分组传送到相邻的结点，存储下来后查找转发表，转发到下一个结点。

1.5计算机网络的类别

（1）按照网络的作用范围可以分为广域网（WAN）、城域网（MAN）、局域网（LAN）、个人区域网（PAN）。

（2）按照网络的使用者进行分类，可以分为专用网、公用网。

（3）用来把用户接入到互联网的网络是接入网，又称本地接入网和居民接入网。

1.6计算机网络的性能

（1）速率，在计算机网络中是指数据的传送速率，也称为数据率或比特率，中间换算单位为1000，当提到网络速率时往往指的是额定速率或标称速率，而并非网络中的实际速率。

（2）宽带（带宽）：它有两种不同的含义，第一种是带宽本来是指某个信号具有频带宽度，这钟意义上的带宽单位是赫兹（Hz），也成为频域带宽，另一种是表示网络中谋通道传送数据的能力，因此网络中的带宽表示在单位时间内网络中某信道所能通过的最高数据率，单位是bit/s。

（3）吞吐量，表示单位时间内通过某个网络中世界的数据量，吞吐量受到网络带宽或网络中的额定速率的限制。

（4）时延，时延有发送时延（计算公式=数据帧长度/发送速率）、传播时延（计算公式=信道长度/电磁波在信道上的传输速率）、处理时延、排队时延。总时延等于4种时延之和。

（5）时延补充：电磁波在自由空间中的传播速度是光速3.0E5，在铜线电缆中的传播速度是2.5E5，在光纤中的传播速度是2.0E5，对于高速的网络链路，我们提高的只是数据的发送速率而不是比特流在链路上的传播速率，提高数据的发送速率就是减小了数据的发送时延，但总时延并不一定会减少。

（6）时延带宽积=传播时延*带宽

（7）往返时延RRT也是一个很重要的指标，这是因为在大多数情况下，互联网上的信息不仅仅是单方向传输的而是双向交互的。有效数据率=数据长度/（发送时延+RTT）。

（8）利用率：利用率有信道利用率和网络利用率两种，信道利用率有百分之记得时间是被利用的（有数据通过），完全空闲的信道利用率为0.。网络利用率是全网络信道利用率的加权平均值，网络利用率的关系式：D=D1/（1-U），不难看出随着网络利用率的增大时延也会不断的增大。

1.7计算机体系结构

（1）计算机体系结构采用分层的方法，可将庞大而复杂的问题，转化为较小的局部问题，而这些较小的局部问题就比较易于研究和处理。

（2）这些为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定称为网络协议，可简称为协议，协议的主要有以下三个要素组成：语法、语义、同步（时序）。

 

（3）语法，即数据控制信息的结构或格式。语义，即需要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种相应。同步，即事件实现顺序的详细说明。

（4）分层的好处：各层之间是独立的、灵活性好、结构上可分割开、易于实现和维护、能促进标椎化工作。

（5）体系结构是抽象的，而实现是具体的，是正在运行的计算机硬件和软件。

（6）OSI体系结构：应用层、表示层、会话层、运输层、网络层、数据链路层、物理层。

（7）TCP/IP协议体系结构：应用层、运输层、网际层、网络接口层。

（8）应用层：应用层是体系结构中的最高层，任务是通过应用进程间的交互来完成特定网络应用。 （域名系统DNS、http协议、SMTP协议电子邮箱）。应用层交互的数据单元称为报文。

（9）运输层：任务是向两台主机中的进程之间的通信提供通用的数据传输服务。常见的协议是UDP和TCP。运输层的数据单元是报文段。

（10）网络层：网络层负责为分组交换网上不同的主机提供通信服务。网络层的数据单元是分组或IP数据报。

（11）数据链路层：在两个相邻的结点之间传送数据时，数据链路层将网络层的交下来的IP数据封装成帧，在两个相邻结点上传送帧，每一帧都包括数据和必要的控制信息。

（12）物理层：在物理层所传输的数据单位是比特，物理层还要确定连接电缆的插头应该有多少根引脚以及引脚是如何连接的。

（13）实体：任何可发送信息的硬件和软件。

（14）协议是控制两个对等实体（或多个实体）进行通信的规则的集合。在协议的控制下，两个对等实体间的通信使得本层能够向上一层提供服务，要实现本层协议，需要使用下面一层所提供的服务。（服务只能由下向上提供）。

（15）协议是水平的、服务是垂直的。