一、计算机网络基本概念

1. 什么是计算机网络？

• 计算机网络是通信技术和计算机技术精密结合的产物

• 通信系统模型：
• 计算机网络就是一种特殊的通信网络
• 定义：计算机网络就是互连的，自治的计算机集合。

自治：无主从关系
互连：互联互通。其接连方法为通信链路（信道），比如光纤、双绞线、无线等

• 问题：当主机之间距离远，规模大时，如何保证互连？
  通过交换网络互连主机。
  

2. 什么是Internet？

（1）组成细节角度：

• Internet是全球最大的互联网络，由ISP(Internet Service Provider)网络互连的“网络之网络”，它是数以百万计的互连的计算设备的集合。

• 计算设备：也称为主机（hosts）和端系统（end systems）,都会运行各种网络应用。
• 计算设备直连是通过通信链路互连，包含光纤、铜缆、无线电、卫星等等。
• 分组交换：转发分组（数据包），路由器（routers）和交换机（switches）

（2）服务角度：

• 为网络应用提供通信服务的通信基础设施：如web应用、email等
• 为网络应用提供编程接口（API）：如支持应用程序“连接”Internet，发送/接收数据、提供数据传输服务

Q： 仅有硬件（主机、链路、路由器......）连接，Internet能否顺畅运行？
A：NO！！！ 还需要网络协议。

3. 协议——计算机网络有序运行的重要保证

• 硬件是计算机网络的基础，计算机网络中的数据交换必须遵守事先约定好的规则，即网络协议。
• 网络协议（network protocol）简称协议，是为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定。
• 协议规定了通信实体之间所交换的消息的格式、意义、顺序以及针对收到消息或发生的事件所采取的动作（action）。
• 协议的三要素

• 语法（syntax）：
  • 数据与控制信息的结构或格式
  • 信号电平。
• 语义（semantics）：
  • 需要发出何种控制信息
  • 完成何种动作以及做出何种相应
  • 差错控制
• 时序（timing）:
  • 事件顺序
  • 速度匹配

4. 计算机网络结构

• 网络边缘：
  • 主机
  • 网络应用
• 接入网络，物理介质：
  • 有线或无线通信链路
• 网络核心（核心网络）
  • 互联的路由器（或分组转发设备）

4.1 网络边缘

• 由主机（端系统）构成，在网络边缘上运行了网络应用程序
• 模型1：客户/服务器（client/server）应用模型，客户发送请求，服务器接收请求并向客户做出响应，如web应用，文件传输FTP应用
• 模型2：对等（peer-peer，P2P）应用模型：通信在对等**实体之间直接进行，无（或不依赖）专用服务器，如BT，QQ等

4.2 接入网络

• 数字用户线路（DSL）
• 电缆网络
• 以太网
• 无线接入网络
  • 无线局域网（LANs）
  • 广域无线接入：4G

4.3 网络核心

• 网络核心的关键功能：路由+ 转发
  路由（routing）：确定分组从源到目的传输路径
  转发（forwarding）：将分组从路由器的输入端口交换至正确的输出端口

5. Internet结构——网络之网络

• 端系统通过接入ISP（access ISPs）连接到Internet
• 接入ISP必须进一步互连，这样任意两个主机才可以互相发送分组