计算机网络第一课

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前言

上完计算机网络的第一节课，所记录的笔记

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一、计算机网络的发展历史

• 第一代 l 以主机为中心
• 第二代 l 以通信子网为中心
• 第三代 l ISO/OSI-RM l Internet ：
• 厂商标准： IBM SNA（System Network Architecture），1974
• DEC DNA（Digital Network Architecture），1975
• 第四代 l 新一代网络

二、国际标准

• ISO OSI（Open System Interconnection） Reference Model , 简称 OSI参考模型 （1983年）注意这个是比较完整的
• TCP/IP协议 ( Transport Control Protocol / Internet Protocol ) ，事实上的国际标准，所有厂家都支持， Internet 采用TCP/IP体系结构。注意这个是现在厂家公认

计算机网络的定义

• 最简单的定义：计算机网络是一些互相连接的、 自主的/自治的（autonomous）计算机的集合。
• 完整的定义：计算机网络是利用通信设备和链路 将分散在不同地点且具有独立功能的多个计算机系统 互连起来，通过网络协议和软件进行数据通信，实现 资源共享的计算机系统的集合。

定义涉及的问题

• 各计算机是独立自主的autonomous，具有各自的操作 系统，其运行不依赖于其他计算机。
• 计算机之间的连接需要有一条通信链路以及必要的通 信设备。
• 计算机之间能够利用各种网络软件（网络协议）进行 相互通信。实现资源共享。

计算机网络、分布式系统、internet

• 计算机网络
• 自主计算机（autonomous computers）的互连 （interconnected）集合。
• 分布式系统
• 是建立在网络之上的软件系统，用户向系统递交一个 任务后，由操作系统来安排任务的完成。
• 可以看作是一组计算机互联，由一个操作系统统一管 理。对用户来说，具有高度的整体性，如WWW万维 网。
• 区别：由谁来发起传送，是用户还是系统？
• 共同点：资源共享

计算机网络的组成

• 通信子网：通信设备和链路
• 主机：具有独立功能的多个计算机系统
• 通信协议：过网络协议和软件进行数据通信，实现资源共享
• 计算机网络从信息的不同处理方式还可分为 通信子网和资源子网

计算机网络的基本功能

① 连通性 （最主要的功能）：数据的传送和发布
• 文件传输、IP电话、email、视频会议、信息发布、 交互式娱乐…
② 资源共享(resource sharing) （最主要的功能）：
• 试图解除“地理上的束缚”,共享软件、硬件、数据/ 信息
③ 提高可靠性 (high reliability )
• 通过网络备份存放提高信息可靠性
④ 提高系统处理能力 ( Distribute compute)：分布与协同 处理

计算机网络的分类

根据网络所使用的传输技术分类

• 目前普遍采用的传输技术有两种：
• 广播式链接；
• 点到点链接。
• 相应的计算机网络也可以分为两类：
• 广播网络 （broadcast networks）；只有一个通信信道，网络上所有的机器都共享该信道
• 点到点网络（point-to-point networks）。

一般的原则：

• 小规模的、地理位置局部化的网络倾向于使用广 播传输模式；
• 大规模的网络通常使用点到点传输模式

根据网络的覆盖范围与规模分类；

◎局域网（LAN）

• 范围小，传输快，稳定
• 拓扑结构：总线型和环型
  ◎城域网（MAN）
• 城域网是传送距离介于LAN和WAN之间
• 城域网在技术上与局域网相似。
  ◎广域网（WAN）
• 广域网也称为远程网；
• 覆盖一个 国家、地区，或横跨几个洲
• 它将分布在不同地区的计算机系统互连起来，达到 资源共享的目的。
• WAN组成（主机＋通信子网）
• 通信子网主要使用分组交换（packet-switched）/存储 －转发（store-and-forward）技术
  ◎互联网（internet）

根据网络的拓扑结构分类

• 拓扑学（Topology）是几何学的一个分支，是从图 论演变而来。拓扑学首先把实体抽象成与其大小、 形状无关的点，将连接实体的线路抽象成线，进而 研究了点、线、面之间的关系;
• 网络的拓扑结构是指抛开网络中的具体设备，用点 和线来抽象出网络系统的逻辑结构

总线型

总线型结构
由一条总线连接若干个结点所形成的网络称总线 型网络。总线型网络采用广播通信方式，即由一个结 点发出的信息可被网络上的多个结点所接收。作为总 线的通信线路可以是同轴电缆，也可以是光缆等。
总线型结构应用广泛，其突出的特点为：
（1）结构简单，可扩充，性能好；
（2）网络的可靠性高，结点间响应速度快，共享资源 能力强；
（3）网络的成本低，设备投入量少，安装使用方便；
（4）总线的性能和可靠性对网络有很大影响。

星型

星型结构 以中央结点为中心，把若干外围结点连接起来的网 络称星型结构，如图所示。
星型结构中，中央结点对各 外围结点间的通信和信息交换进行集中控制和管理。
星型结构的特点是：
（1）建网容易，扩充性好，控制简单；
（2）只要中央结点不出现故障，系统的可靠性较 高；如果中央结点出现故障，则导致整个网络瘫痪,可 靠性低

树形

树型结构

• 树型结构是指联网的各计算机按树形结构 组成，树的每个结点都是计算机，如图所示。
• 在树型结构的网络中有多个中心结点，形成一 种分级管理的集中式网络，适用于各种管理部 门需要进行分级数据传送的场合。
• 其优点是连接容易，管理简单，维护方便。 缺点是共享能力差，可靠性低

环型

环型拓扑结构，它由通信线路将 各结点连接成一个闭合的环。环型结构网络结 构简单，环中各结点地位相等，建网容易，能 实现数据传送的实时控制，但网络的可靠性较 差。

混合型拓扑结构

一般来说，一个较大的网络都不是单一的网络拓扑 结构，而是由多种拓扑结构混合而成，充分发挥各 种拓扑结构的特长，这就是所谓的混合型拓扑结构。

按网络的传输介质分类