文章目录

  • 1概述
    • 1.1计算机网络在信息时代中的作用
    • 1.2互联网概述
      • 关于“云”
    • 1.3互联网的组成
      • 互联网的边缘部分
        • 端系统之间通信含义
        • 端系统之间的两种通信方式
      • 互联网的核心部分
        • 电路交换特点
        • 分组交换特点
    • 1.4计算机网络的类别
    • 1.5计算机网络性能
      • 计算机网络的性能特征
      • 计算机网络的非性能特征
    • 1.6计算机网络体系结构的形成
      • 协议与划分层次
      • 具有五层协议的体系结构
      • 实体、协议、服务和服务访问点

1概述

1.1计算机网络在信息时代中的作用

21世纪的一些重要特征是数字化、网络化和信息化，它是一个以网络为核心的信息时代

大众熟悉的三大类网络有：

  • 电信网络:提供电话、电报及传真等服务
  • 有线电视网络：向用户传送各种电视节目
  • 计算机网络：使用户能在计算机之间传送数据文件

发展最快的并起到核心作用的是计算机网络。

随着技术的发展，网络技术相互融合:

  • 电信网络和有线电视网络都逐渐融入了现代计算机网络技术，扩大了原有的服务范围
  • 计算机网络也能够向用户提供电话通信、视频通信以及传送视频节目的服务

从理论上讲，可以把上述三种网络融合成一种网络就能够提供所有的上述服务，这就是很早以前就提出来的“三网融合”。但实现融合并不简单，因为这涉及到各方面的经济利益和行政管辖权的问题。

自从 20 世纪 90 年代以后，以 Internet 为代表的计算机网络得到了飞速的发展。Internet 的中文译名并不统一。现有的 Internet 译名有两种：

  • 因特网：这个译名是全国科学技术名词审定委员会推荐的，但却长期未得到推广；
  • 互联网：这是目前流行最广的、事实上的标准译名。该译名能够体现出 Internet 最主要的特征：由数量极大的各种计算机网络互连起来的。

互联网之所以能够向用户提供许多服务，是因为互联网具有两个重要基本特点****：

  • 连通性（connectivity）：

    • 使上网用户之间都可以交换信息（数据，以及各种音频视频） ，好像这些用户的计算机都可以彼此直接连通一样。
    • 注意，互联网具有虚拟的特点，无法准确知道对方是谁，也无法知道对方的位置。

  • 共享性（Sharing）

    • 指资源共享。
    • 资源共享的含义是多方面的。可以是信息共享、软件共享，也可以是硬件共享。
    • n由于网络的存在，这些资源好像就在用户身边一样，方便使用。

1.2互联网概述

  • 互联网 (Internet)

    特指Internet，起源于美国，现已发展成为世界上最大的、覆盖全球的计算机网络

  • 计算机网络（简称为网络）

    由若干个**节点（node）和连接这些节点的链路（link）**组成。网络中的节点可以是计算机、集线器、交换机或路由器等。

  • 互连网（Internetwork或internet）

    可以通过路由器把网络互连起来，这就构成了一个覆盖范围更大的计算机网络，称之为互连网。“网络的网络”(network of networks)。

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关于“云”

当使用一朵“云”来表示网络时，可能会有两种不同的情况：

  • 1.云表示的网络已经包含了和网络相连的计算机。
  • 2.云表示的网络里面就只剩下许多路由器和连接这些路由器的链路，把有关的计算机画在云的外面。

习惯上，与网络相连的计算机常称为主机 (host)。

网络把许多计算机连接在一起。而互连网则把许多网络通过路由器连接在一起。与网络相连的计算机常称为主机。

1.3互联网的组成

从互联网的工作方式上看，可以划分为两大块：

  • 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。
  • 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。

互联网的边缘部分

  • 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
    • 小的端系统可以是一台普通个人电脑，具有上网功能的智能手机，甚至是一个很小的网络摄像头。
    • 大的端系统则可以是一台非常昂贵的大型计算机。
    • 端系统的拥有者可以是个人，也可以是单位（如学校、企业、政府机关等），当然也可以是某个 ISP。
端系统之间通信含义

“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”也就是软件+端口。

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”。

端系统之间的两种通信方式
  • n客户-服务器方式（C/S 方式）
  • n对等方式（P2P 方式）

互联网的核心部分

  • 网络核心部分是互联网中最复杂的部分。
  • 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）。
  • 在网络核心部分起特殊作用的是路由器 (router)。
  • 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。
电路交换特点
分组交换特点

分组交换则采用==存储转发==技术。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。

每一个数据段前面添加上首部构成分组(packet)。

每一个分组的首部都含有地址（诸如目的地址和源地址）等控制信息。分组交换网中的结点交换机根据收到的分组首部中的地址信息，把分组转发到下一个结点交换机。每个分组在互联网中独立地选择传输路径。用这样的存储转发方式，最后分组就能到达最终目的地。

接收端收到分组后剥去首部还原成报文。

最后，在接收端把收到的数据恢复成为原来的报文。

这里我们假定分组在传输过程中没有出现差错，在转发时也没有被丢弃。

1.4计算机网络的类别

计算机网络的精确定义并未统一。

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（例如，传送数据或视频信号）。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。