【网络奇遇记】探索网络世界的奥秘：计算机网络导论|章末总结

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系列专栏：网络奇遇记、数据结构
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前言

本文主要对计算机网络的绪论部分进行简单总结。首先讲解了计算机网络在信息时代的各类应用，以及带来的一些负面问题；接着对因特网的概述进行讲解；之后介绍因特网核心部分采用的基于存储转发技术的分组交换方式；紧接着讲解了计算机网络八个主要性能指标；最后介绍了贯穿全书的重要概念——计算机网络的体系结构。

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一. ⛳️信息时代的计算机网络

原文链接：https://blog.csdn.net/2301_80026901/article/details/134209912

1.1 本文目录

1. 信息时代的计算机网络
2. 计算网络的定义和分类
3. 计算机网络的特点
4. 计算机网路在信息时代的应用
5. 计算机网络带来的负面影响

主要讲解内容如下：

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二. ⛳️因特网的概述

原文链接：https://blog.csdn.net/2301_80026901/article/details/134257898

2.1 本文目录

1. 网络、互联网与因特网的区别与关系
2. 因特网的发展历程
3. 因特网的标准化工作和管理机构
4. 因特网的组成

思维导图展示如下：

2.2 重点提炼

网络、互联网与因特网的区别与联系：

• 若干节点和链路互连形成网络；
• 若干网络通过路由器互连形成互联网；
• 因特网是当今世界上最大的互联网。

因特网的组成：

• 因特网的边缘部分：由连接在因特网上的台式电脑、笔记本电脑、平板电脑、智能手机、智能手表等用户设备构成。这些用户设备常称为主机，由用户直接使用，为用户直接提供各式各样的网络应用。
• 因特网的核心部分：由大量异构型网络和连接这些网络的路由器构成。因特网的核心部分为其边缘部分提供连通性和数据交换等服务。

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三. ⛳️电路交换、分组交换和报文交换

原文链接：https://blog.csdn.net/2301_80026901/article/details/134344529

3.1 本文目录

1. 电路交换
2. 分组交换
3. 报文交换
4. 三种交换对比

思维导图展示如下：

3.2 重点提炼

    在使用电路交换时，必须首先建立连接，也就是从主叫方到被叫方建立一条专用的物理通路。然后主叫方和被叫方就可以基于已建立的连接进行数据传送了。在整个计算数据传送期间，通信双方始终占用着连接，通信资源不会被其他用户占用。数据传送结束后还需要释放连接，双方挂机后，从主叫方到被叫方的这条专用的物理通路被交换机释放，将双方所占用的通信资源归还给电信网。

    在使用报文交换时，无须首先建立连接，通信结束后也无须释放连接。数据传送单元为整个报文，传送路径中的交换节点只有在完整接收整个报文后，才能对其进行查表转发，将整个报文发送到下一个节点。

    在使用分组交换时，也无须建立连接和释放连接。数据传送单元是由整个报文划分并构造出的若干个分组，传送路径中的交换节点每完整接收一个分组后，就对其查表转发，将其发送到下一个节点。
综上所述：

1. 若要连续传送大量的数据，并且数据传送时间远长于建立连接的时间，则使用电路交换可以有较高的传输效率。然而计算机的数据传送往往是突发式的，采用电路交换时通信线路的利用率会很低；
2. 报文交换和分组交换都不需要建立连接(即预先分配通信资源)，在传送计算机的突发数据时可以提高通信线路的利用率；
3. 将报文构造成若干个更小的分组进行分组交换，比将整个报文进行报文交换的时延要小，并且还可以避免太长的报文长时间占用链路，有利于差错控制，同时具有更好的灵活性；

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四. ⛳️计算机网络的性能指标

原文链接：https://blog.csdn.net/2301_80026901/article/details/135749596

4.1 本文目录

1. 速率
2. 带宽
3. 吞吐量
4. 时延
5. 时延带宽积
6. 往返时间
7. 利用率
8. 丢包率

思维导图展示如下：

4.2 重点提炼

速率：
计算机网络中的速率是指数据的传送速率（即每秒传送多少个比特），也称为数据率或比特率。

带宽：

• 带宽在模拟信号系统中的意义：是指某个信号所包含的各种不同频率成分所占据的频率范围；
• 带宽在计算机网络中的意义：用来表示网络的通信线路所能传送数据的能力，即在单位时间内从网络中的某一点到另一点所能通过的最高数据率。

吞吐量：
吞吐量是指在单位时间内通过某个网络或接口的实际数据量。吞吐量会受网络带宽的限制。

时延：
时延是指数据从网络的一端传送到另一端所耗费的时间，也称为延迟或迟延。网络中的时延由发送时延、传播时延、排队时延以及处理时延这四部分组成。

• 发送时延：发送时延是主机或路由器发送分组所耗费的时间，计算公式如下：

• 传播时延：传播时延是电磁波在链路（传播介质）上传播一定的距离所耗费的时间，计算公式如下：
  

• 排队时延：分组在路由器的输入队列和输出队列中排队缓存所耗费的时间就是排队时延，一般无法用一个简单的公式进行计算。

• 处理时延：路由器对分组进行这一系列处理工作所耗费的时间就是处理时延，一般无法用一个简单的公式进行计算。

时延带宽积
    时延带宽积是传播时延和带宽的乘积。时延带宽积的计算公式如下所示：

往返时间
    往返时间（RTT）是指从发送端发送数据分组开始，到发送端收到接收端发来的相应确认分组为止，总共耗费的时间。

利用率

• 链路利用率：是指某条链路有百分之几的时间是被利用的（即有数据通过）。完全空闲的链路的利用率为零。

• 网络利用率：是指网络中所有链路的链路利用率的加权平均。

丢包率
    丢包率是指在一定的时间范围内，传输过程中丢失的分组数量与总分组数量的比率。丢包率可以分为接口丢包率、节点丢包率、链路丢包率、路径丢包率以及网络丢包率等等

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五. ⛳️计算机网络体系结构

原文链接：https://blog.csdn.net/2301_80026901/article/details/134429921

5.1 本文目录

1. 常见的三种计算机网络体系结构
2. 计算机网络各层的主要功能

思维导图展示如下：

5.2 重点提炼

计算机网络各层的主要功能如下：

1. 物理层：负责传输比特流，将数据转换为电信号进行传输，并控制物理介质的连接和断开。

2. 数据链路层：负责将原始数据转换为数据帧，并提供可靠的点对点数据传输。它还处理错误检测和纠正，进行帧同步以及传输数据的流量控制。

3. 网络层：负责为数据包选择合适的路由路径，并进行逻辑地址转换。该层的主要功能是实现网络间的数据传输，并提供拥塞控制和路由选择等服务。

4. 传输层：负责端到端的数据传输，将数据分段并为每个段提供可靠的传输。它还提供错误检测和纠正，流量控制和拥塞控制等功能。

5. 应用层：提供网络服务和应用程序之间的接口。它定义了应用层协议，如HTTP、FTP和SMTP等，以实现用户与网络的交互。

每个层次负责特定的功能，通过协议栈的方式将这些功能组织起来，实现端到端的数据传输和通信。每个层次之间通过接口进行通信，确保数据在各层之间的正确传输。

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六. ⛳️计算机网络的定义和分类

原文链接：https://blog.csdn.net/2301_80026901/article/details/134479814

6.1 本文目录

1. 计算机网络的定义
2. 计算机网络的分类
3. 计算机网络体系结构中的专用术语

6.2 重点提炼

计算机网络的定义：

• 计算机早期的一个最简单的定义：一些互连的、自治的计算机的集合。
• 现阶段计算机网络的一个较好的定义：计算机网络主要是由一些通用的、可编程的硬件互连而成的，而这些硬件并非专门用来实现某一特定目的。这些可编程的硬件能够用来传送多种不同类型的数据，并能支持广泛的和日益增长的应用。

计算机网络的分类：

• 按网络的覆盖范围分类：广域网、城域网、局域网、个域网；
• 按网络的使用者分类：公用网、专用网；

计算机网络体系结构中的专用术语：实体

• 实体的定义：是指任何可发送或接收信息的硬件或软件进程。
• 对等实体的定义：是指通信双方相同层次中的实体。

计算机网络体系结构中的专用术语：协议

• 协议的定义：是控制两个对等实体在“水平方向”进行“逻辑通信”的规则集合；
• 协议的三要素：语法、语义以及同步。

计算机网络体系结构中的专用术语：服务

• 服务定义：在协议的控制下，两个对等实体在水平方向的逻辑通信使得本层能够向上一层提供服务。

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全文总结

     今天的干货分享到这里就结束啦！如果觉得文章还可以的话，希望能给个三连支持一下，聆风吟的主页还有很多有趣的文章，欢迎小伙伴们前去点评，您的支持就是作者前进的最大动力！