第一章概述思维导图

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2023-03-11

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计算机网络课程第一章概述

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思维导图大纲

计算机网络在信息时代的作用

Internet是人类自印刷术发明以来在存储和交换信息的领域中最大变革。Internet标准是由数量巨大的各种计算机网络互联起来的

互联网之所以能够向用户提供许多服务，就是因为互联网具有两个基本特点连通性和共享性。

互联网概述

网络的网络

计算机网络就是由若干节点和连接这些节点的链路组成网络中的节点可以使计算机集线器交换机或路由器等

互联网是网络中的网络网络之间还可以通过路由器互联起来这就构成了一个覆盖范围最大的计算机网络这样的网络称为互联网

网络把许多计算机连接起来而互联网则把许多网络通过路由器连接在一起与网络互联的计算机为主机

互联网基本结构发展的三个基本阶段

第一阶段是从单个网络net向互联网发展的过程 internet互联网是一个通用名词 internet互联网是一个专用名词

第二阶段的特点是建成了三级结构的互联网主干网地区网校园网

第三阶段的特点是逐渐形成了多层次isp结构的互联网互联网服务提供者isp

互联网的组成

工作方式

边缘部分

有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

客户-服务器方式

客户是服务请求方要知道服务器的地址不需要特殊的硬件和复杂的操作系统

服务器程序是服务提供方可同时处理多个远地或本地客户的请求

对等连接方式p2p方式

互联网的核心部分

在网络核心部分起特殊作用的是路由器它是一种专用计算机路由器是实现分组交换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

电路交换的特点

必须经过建立连接通话释放连接三个步骤的交换方式称为电路交换线路利用率低

特点：在通话的全部时间内通话的两个用户始终占用端到端的通信资源

分组交换的特点

报文交换整个报文先从传送到相邻节点全部存储下来后查找转发表转发到下一个节点

分组交换采用存储转发技术分组是在互联网中传送的数据单元单个分组传到相邻节点存储下来查找转发表转发到下一个节点

计算机网络在我国的发展

我国最大规模的计算机网络

中国电信互联网

中国联通互联网

中国移动互联网

中国教育和科研计算机网

中国科学技术网

计算机网络的类别

计算机网络的定义

计算机网络是有一些通用的可编程的硬件互联而成的，而这些并非专门用来实现某一特定目的的。这些可编程的硬件能够用来传送多种不同类型的数据，并能广泛支持的和日益增长的应用

几种不同类别的计算机网络

按作用范围

广域网WAN

城域网MAN

局域网LAN

个人专用网PAN

按使用者分类

公用网

子主题 1

专用网

用来把用户接入到互联网的网络

本地接入网

居民接入网

计算机网络的性能

计算机网络性能指标

速率

比特bit:一个二进制数字是信息论中的使用的信息量的单位网络技术中的速率指的是数据的传送速率也称数据率或比特略当提到网络的速率时往往指的是额定速率或标称速率

速率是计算机网络中最重要的一个性能指标

带宽

信号的带宽是指该信号所包含的各种不同频率成分所占据的频率范围单位：赫兹

网络带宽表示在单位时间内网络中某信道所能通过的最高数据率单位：比特每秒

吞吐量

表示在单位时间内通过网络的实际数据量受网络带宽和额定速率所控制

时延

发送时延

数据真长度/ 发送速率

传播时延

信道长度/电磁波在信道上的传播速率

信号传送的距离越远传播时延越大

处理时延

主机或路由器在收到分组时要花费一定的时间进行处理

排队时延

排队时延的长短往往取决于网络当时的通信量

时延带宽积

传播时延*带宽

又称以比特为单位的链路长度

往返时间RTT

发送时间=数据长度/发送速率

有效数据率=数据长度/(发送时间+RTT)

利用率

D=DO/（1-U）D网络当时时延，DO网络空闲时延，U利用率

信道或网络的利用率过高会产生非常大的试验

计算机网络的非性能特征

费用

质量

标准化

可靠性

可扩展性和可升级性

易于管理和维护

计算机网络体系结构

计算机网络体系结构的形成

协议与划分层次

网络协议的三个要素

语法

数据与控制信息的结构和格式

语义

即需要发出何种控制信息完成何种动作以及做出何种回应

时序

事件实现顺序的详细说明

分层的好处

各层之间的独立性灵活性好结构上可分割好易于实现和维护能促进标准化工作

各层所要完成的功能

差错控制

流量的控制

分段和重装

复用和分用

连接建立和释放

各层级其协议的集合就是网络的体系结构

具有五层协议的体系结构

应用层

允许接入网络资源对数据进行转换加密和压缩建立管理和终止会话

运输层

提供可靠的进程到进程的报文传输和差错恢复

传输控制协议tcp

用户数据报协议udp

网络层

寻址

数据链路层

封装帧透明传输比特差错在物理层上所传输数据的单位是比特

物理层

在物理层上所传输的数据单位是比特

实体协议服务和服务访问点

实体表示任何可发送和接收信息的硬件或软件进程

协议是控制两个对等实体或多个实体进行通信的规则的集合

在协议的控制下两个对等实体的通信使得本层能够向上一层提供服务要实现本层协议还需要使用下面一层所提供的服务及服务是由下层向上层通过层间接口提供的

在同一个系统中相邻两层的实体进行交换的地方叫服务访问点

TCP/IP体系结构

TCP /IP x协议可以为各式各样的应用提供服务同时tcp协议也允许IP协议在各式各样的网络构成的互联网上运行

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