计算机网络概述

第一节 计算机网络基本概念

计算机网络时利用通信设备与通信链路或者通信网络,互连位置不同，功能自治的计算机系统，并遵循一定的规则实现计算机系统之间的信息交换。

• 自治：有自己的硬件软件，能够独立的工作，脱离网路的也能工作的计算机

概括性定义：计算机网络是互连的，自治的计算机的集合

二、协议的定义

协议是网络通信实体之间在数据交换过程中需要遵循的规则或约定，包括三个基本要素：

• 语法

• 语义

• 时序

1️⃣：语法

实体之间交换信息的格式与结构

2️⃣：时序

实体之间交换信息的顺序以及如何匹配或适应彼此的速度

3️⃣：语义

实体之间交换的信息中需要发送（或包含）那些控制信息，这些信息的具体含义，以及针对不同含义的控制信息，接受信息端如何响应。

三、计算机网路的功能

• 硬件资源共享

• 软件资源共享

• 信息资源共享

四、计算机网路的分类

1️⃣ ：覆盖范围：

个域网> 局域网> 城域网> 广域网

2️⃣：拓扑结构：

星型、总线型、环形、网状、树形、混合拓扑结构等

3️⃣：交换方式：

电路交换网络（电话）、报文交换网络（电报机）和分组交换网络。

4️⃣：网络用户属性：

公用网、私有网

	优点	缺点
星型拓扑	易于发现故障点，某一点损坏不影响其他线路	总机损坏，整个线路损坏
总线型拓扑	构造简单	网络性能不高，故障难诊断，故障不容易隔离
环形拓扑	结构简单	故障难诊断，故障不容易隔离，节点推出与加入比较复杂
网状拓扑	两个系节点通信可有多种线路选择	造价高，线路复杂
树形拓扑	稳定性高，每个节点有一个父节点和若干个子节点，容易维护	随着网络规模的扩大，中心节点的负担越来越重，因此需要进行中心扩展
混合拓扑

第二节 计算机网络结构

一、网络边缘

二、接入网络

1. 电话拨号

2. 非对称用户数字线ADSL

3. 混合光纤同轴电缆HFC

4. 局域网

5. 移动接入网络

三、网络核心

第三节 数据交换技术

一、数据交换的概念

二、 电路交换

在电路交换网络中，首先需要通过中间交换节点为两台主机之间建立一条专用的通信线路，称为电路，然后再利用该电路经行通信，通信结束后再拆除电路。

优点：

实时性高，时延和时延抖动都较小

缺点：

对于突发性数据传输，信道利用率低，且传输速率单一。

三、报文交换

以报文为单位在交换网络的各节点之间以存储-转发的方式传送

• 不需要建立连接

• 只有当报文被转发时才占用相应的信道；

• 交换节点需要缓冲存储，报文需要排队，

四、分组交换

分组交换将一个完整报文拆分成若干个分组，分组传输过程通常也采用存储-转发交换方式

优点：

1. 交换设备存储容量要求低

2. 交换速度快；

3. 可靠传输效率高；

4. 更加公平；

分组长度的确定：

• 分组长度与延迟时间

• 分组长度与误码率

第四节 计算机网络性能

一、速率与带宽

1. 速率：是指网络单位时间内传送的数据量，也称为数据传输速率或数据速率。速率的基本单位是bit/s（位每秒）

2. 在计算机网络中，有时也会用带宽这一术语描述速率

3. 带宽原本是指信号具有的频带宽度，即信号成分的最高频率与最低频率之差，单位为Hz（赫兹）

二、时延

1. 时延是指数据从网络中的一个节点（主机或交换设备等）道道另一节点所需要的时间。

2. 分组的每条传输过程主要产生4类时间延迟：节点处理时延、排队时延、传输时延和传播时延

三、时延带宽积

一段物理链路的传播时延与链路带宽的乘积。

表示一段链路可以容纳的数据位数，也成为以位为单位的链路长度

四、丢包率

丢包率常被用于评价和衡量网络性能的指标，在很大程度上可以反映网络的拥塞程度

丢包率 = 丢失分组总数/发送分组总数

五、吞吐量

单位时间内源主机通过网络向目的主机实际送达的数据量

经常用于度量网络的实际数据传送（通过）能力，即网络实际可以到达的源主机到目的主机的数据传送速率

第五节 计算机级网络分层体系结构

1、分层思想：

计算机网络完成的所有功能可以划分为若干层，每层完成一部分子功能，每层在完成相应功能时与另一通信实体的相同层按照某种协议进行信息交换。

2、体系结构定义：

计算机网络所划分的层次以及各层次协议的集合称为计算网络体系结构

二、OSI（开放系统互联）参考模型

口诀：物联网叔会使用

三、 TCP/IP参考模型

四、 五层参考模型

第六节 计算机网络与英特网络发展简史

本章总结

1. 三种典型的数据交换方式以及各自的优缺点

2. 计算机网络的性能指标以及计算方法

3. 计算机网络三种主要体系结构的层次划分及各层主要功能