计算机网络概述
计算机网络——概述
一、信息时代三大类网络：
1、电信网络：提供电话、移动通信等语音服务；
2、有线电视网络：向用户传送各种视频服务；
3、计算机网络：提供用户在计算机之间的数据传送服务；
其中，发展最快的并起到核心作用的是计算机网络。计算机网络由若干
结点
（计算机、集线器或路由器等）和链接这些结点的
链路
组成。
二、Internet（因特网或互联网）和 internet（互连网）
Internet是由数量极大的各种计算机网络连接起来
internet 是一个通用名词，它泛指由多个计算机网络互连而成的网络，互连网是网络的网络
网络把许多计算机连接在一起，而互联网则是通过路由器把许多网络连接在一起，与网络相连接的计算机成为主机
网络与互联网
1、定义不同：
1.1、网络是指将地理位置不同的具有独立功能的多台计算机及其外部设备，通过通信线路连接起来，在网络操作系统，网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下，实现资源共享和信息传递的计算机系统。
1.2、互联网属于传媒领域，是网络与网络之间所串连成的庞大网络，这些网络以一组通用的协议相连，形成逻辑上的单一巨大国际网络。
2、组成功能不同：
2.1、网络功能主要包括实现资源共享，实现数据信息的快速传递，提高可靠性，提供负载均衡与分布式处理能力，集中管理以及综合信息服务
2.2、互联网的功能分类主要有通讯、社交、网上贸易、云端化服务、资源的共享化和服务对象化。
3、概念范围不同：
3.1、网络包括互联网、局域网、广域网等相互通过某种介质联系的各种系统，我们所说的互联网一般就是指Intenet网，互联网是网络的一部分
三、互联网的两个基本的特点：连通性(上网用户交换信息)和共享(资源共享:信息、软件、硬件)
计算机网络的目标是实现
资源共享
和
信息传输
四、互联网基础结构发展的三个阶段
4.1、第一阶段：从单个网络 ARPANET 向互联网发展的过程
1983 年， TCP/IP 协议成为 ARPANET 上的标准协议，使得所有使用 TCP/IP 协议的计算机都能利用互连网相互通信。
人们把 1983 年作为因特网的诞生时间。
1990年，ARPANET 正式宣布关闭。
4.2、第二阶段：建成了三级结构的互联网。
它是一个三级计算机网络，分为主干网、地区网和校园网（或企业网）。
4.3、第三阶段：逐渐形成了多层次 ISP 结构的互联网。
特点：出现了互联网服务提供者 ISP (Internet Service Provider)。
任何机构和个人只要向某个 ISP 交纳规定的费用，就可从该 ISP 获取所需 IP 地址的使用权，并可通过该 ISP 接入到互联网。
根据提供服务的覆盖面积大小以及所拥有的 IP 地址数目的不同，ISP 也分成为不同层次的 ISP：主干 ISP、地区 ISP 和 本地 ISP。
其中，
IXP
的主要作用就是允许两个网络相连并交换分组，而不需要再通过第三个网络来转发分组。
五、成为互联网正式标准要经过三个阶段
1）互联网草案 (Internet Draft) ——有效期只有六个月。在这个阶段还
不是
RFC文档。
2）建议标准 (Proposed Standard) ——从这个阶段开始就成为 RFC 文档。
3）互联网标准 (Internet Standard) ——达到正式标准后，每个标准就分配到一个编号 STD xx。 一个标准可以和多个 RFC 文档关联。
附：所有互联网标准以 RFC(Request For Comments) 发表
六、互联网的组成
(1) 边缘部分： 由所有连接在互联网上的主机组成。这部分是用户直接使用的，用来进行通信（传送数据、音频或视频）和资源共享。
(2) 核心部分：由大量网络和连接这些网络的路由器组成。这部分是为边缘部分提供服务的（提供连通性和交换）。
处在互联网边缘的部分就是连接在互联网上的所有的主机。这些主机又称为
端系统 (end system)。
端系统在功能上可能有很大的差别
七、端系统之间通信
7.1、网络边缘的端系统之间通信的含义
“主机 A 和主机 B 进行通信”实际上是指：“运行在主机 A 上的某个程序和运行在主机 B 上的另一个程序进行通信”
即“主机 A 的某个进程和主机 B 上的另一个进程进行通信”。简称为“计算机之间通信”。
7.2、端系统之间的通信方式
7.2.1、客户-服务器方式（C/S 方式）（即Client/Server方式，简称为 C/S 方式。 ）
客户是服务的请求方，服务器是服务的提供方。
客户 (client) 和服务器 (server) 都是指通信中所涉及的两个应用进程，客户程序必须知道服务器程序的地址；服务器程序不需要知道客户程序的地址。
7.2.2、对等方式（P2P 方式）（即 Peer-to-Peer方式 ，简称为 P2P 方式。）
是指两个主机在通信时并不区分哪一个是服务请求方还是服务提供方。
对等连接方式从本质上看仍然是使用客户服务器方式，只是对等连接中的
每一个主机既是客户又是服务器
。
例如主机 C 请求 D 的服务时，C 是客户，D 是服务器。但如果 C 又同时向 F提供服务，那么 C 又同时起着服务器的作用。
对等连接工作方式可支持大量对等用户（如上百万个）同时工作。
八、互联网的核心部分
1）网络中的核心部分要向网络边缘中的大量主机提供连通性，使边缘部分中的任何一个主机都能够向其他主机通信（即传送或接收各种形式的数据）。
2）网络核心部分发挥重要作用的是路由器 (router、分组交换机)。
3）路由器是实现分组交换 (packet switching) 的关键构件，其任务是转发收到的分组，这是网络核心部分最重要的功能。
为了理解分组交换，首先了解
电路交换
的基本概念。
8.1、电路交换
2 部电话机只需要用 1 对电线直接连接就能够互相通话。
5 部电话机两两直接相连，需 10 对电线。
N 部电话机两两直接相连，需 N(N – 1)/2 对电线。这种直接连接方法所需要的电线对的数量与电话机数量的平方（ N2 ）成正比。
可见，这样的电路交换方式在今天看来过于麻烦，不适合使用，于是就出现下面的形式
8.1.2、使用交换机
当电话机的数量增多时，就要使用
交换机
来完成全网的交换任务。
每一部电话都
直接
连接到交换机上，而交换机使用交换的方法，让电话用户彼此之间可以很方便地通信。
所采用的交换方式就是
电路交换 (circuit switching)
.
在这里，
“交换”(switching)
的含义就是
转接
—— 把一条电话线转接到另一条电话线，使它们连通起来。
从通信资源的分配角度来看，“交换”就是按照某种方式
动态地分配
传输线路的资源。
8.1.2、电路交换特点
1）电路交换必定是
面向连接
的。
2）电路交换分为三个阶段：
建立连接：
建立一条专用的物理通路，以保证双方通话时所需的通信资源在通信时不会被其他用户占用；
通信：
主叫和被叫双方就能互相通电话；
释放连接：
释放刚才使用的这条专用的物理通路（释放刚才占用的所有通信资源）。
8.1.3、电路交换举例
A 和 B 通话经过四个交换机
通话在 A 到 B 的连接上进行
8.1.2、电路交换缺点
1）计算机数据具有突发性。
2）这导致在传送计算机数据时，通信线路的利用率很低（用来传送数据的时间往往不到10%甚至1% ）。
8.2、分组交换的主要特点
分组交换则采用
存储转发
技术，可以面向连接，也可以无连接。
在发送端，先把较长的报文
划分成较短的、固定长度的数据段。
8.2.1、分组交换概括
分组交换基于存储转发原理
1）报文分组，加首部
2）经路由存储转发
3）在目的地合并
分组交换网的示意图：
8.2.2、分组交换的优点
8.2.3、分组交换带来的问题
1）分组在各结点存储转发时需要
排队
，这就会造成一定的
时延
。
3）分组必须携带的首部（里面有必不可少的控制信息）也造成了一定的
开销
。
8.3、存储转发原理并非完全新的概念
在 20 世纪 40 年代，电报通信也采用了基于存储转发原理的
报文交换 (message switching)
。
完整的报文经若干中继依次存储并转发。
报文交换的时延较长，从几分钟到几小时不等。现在报文交换已经很少有人使用了。
8.4、三种交换的比较
第三种交换：报文交换——整个报文先传送到相邻结点，全部存储下来后查找转发表，转发到下一个结点。
若要连续传送大量的数据，且其传送时间远大于连接建立时间，则电路交换的传输速率较快。
报文交换和分组交换不需要预先分配传输带宽，在传送突发数据时可提高整个网络的信道利用率。
由于一个分组的长度往往远小于整个报文的长度，因此分组交换比报文交换的时延小，同时也具有更好的灵活性。
九、计算机网络的类别
9.1、 从网络的作用范围进行分类
1、
广域网 WAN (Wide Area Network)：
作用范围通常为几十到几千公里。
2、
城域网 MAN (Metropolitan Area Network) ：
作用距离约为5 ~ 50 公里。
3、
局域网 LAN (Local Area Network) ：
局限在较小的范围（如 1 公里左右）。
4、
个人区域网 PAN (Personal Area Network) ：
范围很小，大约在10 米左右。
9.2、 从网络的使用者进行分类
1）公用网 (public network)
按规定交纳费用的人都可以使用的网络。因此也可称为公众网。
2）专用网 (private network)
为特殊业务工作的需要而建造的网络。