1 網(wǎng)絡(luò)、互連網(wǎng)(互聯(lián)網(wǎng))和因特網(wǎng)

• 網(wǎng)絡(luò)(Network)由若干結(jié)點(diǎn)(Node)和連接這些結(jié)點(diǎn)的鏈路(Link)組成。
• 多個(gè)網(wǎng)絡(luò)還可以通過(guò)路由器互連起來(lái)，這樣就構(gòu)成了一個(gè)覆蓋范圍更大的網(wǎng)絡(luò)，即互聯(lián)網(wǎng)（或互連網(wǎng)因此，互聯(lián)網(wǎng)是“網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)(Netwrok of Networks) "。
• 因特網(wǎng)(Internet)是世界上最大的互連網(wǎng)絡(luò)（用戶(hù)數(shù)以?xún)|計(jì)，互連的網(wǎng)絡(luò)數(shù)以百萬(wàn)計(jì))。
  ?

internet與lnternet的區(qū)別
internet(互聯(lián)網(wǎng)或互連網(wǎng))是一個(gè)通用名詞，它泛指由多個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)互連而成的網(wǎng)絡(luò)。在這些網(wǎng)絡(luò)之間的通信協(xié)議可以是任意的。
lnternet(因特網(wǎng))則是一個(gè)專(zhuān)用名詞，它指當(dāng)前全球最大的、開(kāi)放的、由眾多網(wǎng)絡(luò)相互連接而成的特定計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，它采用TCP/IP協(xié)議族作為通信的規(guī)則，其前身是美國(guó)的ARPANET。

2.因特網(wǎng)發(fā)展的三個(gè)階段

3.因特網(wǎng)服務(wù)提供者ISP(lnternet Service Provider)

因?yàn)橐蛱鼐W(wǎng)上的主機(jī)都必須有IP地址才能進(jìn)行通信，這樣就可以通過(guò)ISP接入因特網(wǎng)

基于ISP的三層結(jié)構(gòu)的因特網(wǎng)

3 因特網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)化工作

1.因特網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)化工作對(duì)因特網(wǎng)的發(fā)展起到了非常重要的作用。

2.因特網(wǎng)在制定其標(biāo)準(zhǔn)上的一個(gè)很大的特點(diǎn)是面向公眾。

• 因特網(wǎng)所有的RFC(Request For Comments)技術(shù)文檔都可從因特網(wǎng)上免費(fèi)下載;(http://www.ietf.org/rfc.html)
• 任何人都可以隨時(shí)用電子郵件發(fā)表對(duì)某個(gè)文檔的意見(jiàn)或建議。

3.因特網(wǎng)協(xié)會(huì)lSOC是一個(gè)國(guó)際性組織，它負(fù)責(zé)對(duì)因特網(wǎng)進(jìn)行全面管理，以及在世界范圍內(nèi)促進(jìn)其發(fā)展和使用。

• 因特網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)委員會(huì)IAB，負(fù)責(zé)管理因特網(wǎng)有關(guān)協(xié)議的開(kāi)發(fā);
• 因特網(wǎng)工程部IETF，負(fù)責(zé)研究中短期工程問(wèn)題，主要針對(duì)協(xié)議的開(kāi)發(fā)和標(biāo)準(zhǔn)化;
• 因特網(wǎng)研究部IRTF，從事理論方面的研究和開(kāi)發(fā)一些需要長(zhǎng)期考慮的問(wèn)題。

制訂因特網(wǎng)的正式標(biāo)準(zhǔn)要經(jīng)過(guò)以下4個(gè)階段:

1. 因特網(wǎng)草案(在這個(gè)階段還不是RFC文檔)
2. 建議標(biāo)準(zhǔn)(從這個(gè)階段開(kāi)始就成為RFC文檔)
3. 草案標(biāo)準(zhǔn)
4. 因特網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)

值得注意的是，并非所有的RFC文檔都是因特網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，只有一小部分RFC文檔最后才變成因特網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。

4.因特網(wǎng)的組成

邊緣部分
由所有連接在因特網(wǎng)上的主機(jī)組成。這部分是用戶(hù)直接使用的，用來(lái)進(jìn)行通信（傳送數(shù)據(jù)、音頻或視頻）和資源共享。

核心部分
由大量網(wǎng)絡(luò)和連接這些網(wǎng)絡(luò)的路由器組成。這部分是為邊緣部分提供服務(wù)的(提供連通性和交換)。

1.3三種交換方式

電路交換、分組交換、報(bào)文交換

電路交換(Circuit Switching)

• 電話交換機(jī)接通電話線的方式稱(chēng)為電路交換;
• 從通信資源的分配角度來(lái)看，交換(Switching)就是按照某種方式動(dòng)態(tài)地分配傳輸線路的資源;
• 電路交換的三個(gè)步驟:

1. 建立連接(分配通信資源)
2. 通話（一直占用通信資源)
3. 釋放連接（歸還通信資源)

當(dāng)使用電路交換來(lái)傳送計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)時(shí)，其線路的傳輸效率往往很低。因?yàn)橛?jì)算機(jī)數(shù)據(jù)是突發(fā)式地出現(xiàn)在傳輸線路上的。例如，當(dāng)用戶(hù)正在輸入和編輯一份待傳輸?shù)奈募r(shí)，用戶(hù)所占用的通信資源暫時(shí)未被利用，該通信資源也不能被其他用戶(hù)利用，寶貴的通信資源被白白浪費(fèi)了。

因此計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通常采用分組交換，而不是電路交換。

分組交換

路由器負(fù)責(zé)將各種網(wǎng)絡(luò)互連起來(lái)，并對(duì)接收到的分組進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，也就是分組交換。

發(fā)送方：構(gòu)造分組、發(fā)送分組

路由器：緩存分組、轉(zhuǎn)發(fā)分組（簡(jiǎn)稱(chēng)為分組轉(zhuǎn)發(fā)）

接受方：接受分組、還原報(bào)文

報(bào)文交換

主要用于早期的電報(bào)通信網(wǎng)，現(xiàn)在較少使用。通常被較先進(jìn)的分組交換方式所取代。

電路交換、報(bào)文交換、分組交換的對(duì)比

?計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的精確定義并未統(tǒng)一
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的最簡(jiǎn)單的定義是:一些互相連接的、自治的計(jì)算機(jī)的集合。

• 互連︰是指計(jì)算機(jī)之間可以通過(guò)有線或無(wú)線的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)通信;
• 自治︰是指獨(dú)立的計(jì)算機(jī)，它有自己的硬件和軟件，可以單獨(dú)運(yùn)行使用；
• 集合：是指至少需要兩臺(tái)計(jì)算機(jī);

?以下這種就不是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。因?yàn)榻K端機(jī)只是擁有I/O設(shè)備的終端，并不是自治的計(jì)算機(jī)。（運(yùn)算由大型機(jī)完成，只是一個(gè)運(yùn)行分時(shí)系統(tǒng)的大型機(jī)系統(tǒng)）

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的較好的定義是:計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)主要是由一些通用的、可編程的硬件互連而成的，而這些硬件并非專(zhuān)門(mén)用來(lái)實(shí)現(xiàn)某一特定目的（例如，傳送數(shù)據(jù)或視頻信號(hào))。這些可編程的硬件能夠用來(lái)傳送多種不同類(lèi)型的數(shù)據(jù)，并能支持廣泛的和日益增長(zhǎng)的應(yīng)用。

• 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)所連接的硬件，并不限于一般的計(jì)算機(jī)，而是包括了智能手機(jī)等智能硬件。
• 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)并非專(zhuān)門(mén)用來(lái)傳送數(shù)據(jù)，而是能夠支持很多種的應(yīng)用(包括今后可能出現(xiàn)的各種應(yīng)用)。
  ?

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類(lèi)

其中當(dāng)按覆蓋范圍分類(lèi)時(shí)：?

其中，廣域網(wǎng)WAN的覆蓋范圍通常為幾十公里到幾千公里，可以覆蓋一個(gè)國(guó)家、地區(qū)、甚至橫跨幾個(gè)洲，因而有時(shí)也稱(chēng)為遠(yuǎn)程網(wǎng)。廣域網(wǎng)是因特網(wǎng)的核心部分，其任務(wù)是為核心路由器提供遠(yuǎn)距離（例如，跨越不同的國(guó)家的）高速連接，互連分布在不同區(qū)域的城域網(wǎng)和局域網(wǎng)。

城域網(wǎng)MAN的覆蓋范圍一般是一個(gè)城市，可跨越幾個(gè)街區(qū)甚至整個(gè)城市，其作用距離為5至50公里。城域網(wǎng)通常作為城市骨干網(wǎng)，互連大量企業(yè)、機(jī)構(gòu)和校園局域網(wǎng)。逅九年。城域網(wǎng)已開(kāi)始成為現(xiàn)代城市的信息服務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施，為大量用戶(hù)提供接入和各種信息服務(wù)，并有趨勢(shì)將傳統(tǒng)的電信服務(wù)、有線電視服務(wù)和互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)融為一體。

局域網(wǎng)LAN一般用微型計(jì)算機(jī)或工作站通過(guò)高速通信線路相連,速率通常在10Mbit/s以上，但地理上則局限在較小的范圍內(nèi)，如一個(gè)實(shí)驗(yàn)室，一幢樓或一個(gè)校園內(nèi)，距離一般在1公里左右。局域網(wǎng)通常由某個(gè)單位單獨(dú)擁有、使用和維護(hù)。一個(gè)學(xué)?；蚱髽I(yè)大都擁有許多個(gè)互連的局域網(wǎng),這樣的網(wǎng)絡(luò)常稱(chēng)為校園網(wǎng)或企業(yè)網(wǎng)。

個(gè)域網(wǎng)PAN是個(gè)人局域網(wǎng)絡(luò)的簡(jiǎn)稱(chēng)，不是用來(lái)連接普通計(jì)算機(jī)的而是在個(gè)人工作的地方把屬于個(gè)人使用的電子設(shè)備，如鼠標(biāo)鍵盤(pán)用無(wú)線技術(shù)連接起來(lái)的網(wǎng)絡(luò)，因此也常成為無(wú)線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)WPAN，其覆蓋范圍為10米。
需要注意的是，若中央處理機(jī)之間的距離非常近，例如僅1米的數(shù)量級(jí)甚至更小，則一般就稱(chēng)之為多處理機(jī)系統(tǒng)。而不稱(chēng)它為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。

總線型網(wǎng)絡(luò)

總線型網(wǎng)絡(luò)使用單根傳輸線把計(jì)算機(jī)連接起來(lái)。

優(yōu)點(diǎn):建網(wǎng)容易、增減結(jié)點(diǎn)方便、節(jié)省線路。缺點(diǎn)：重負(fù)載時(shí)通信效率不高?？偩€任意一處出現(xiàn)故障，則全網(wǎng)癱瘓。

星型網(wǎng)絡(luò)

星型網(wǎng)絡(luò)是將每個(gè)計(jì)算機(jī)都以單獨(dú)的線路與中央設(shè)備相連。中央設(shè)備早期是計(jì)算機(jī)，后來(lái)是集線器現(xiàn)在一般是交換機(jī)或路由器。

優(yōu)點(diǎn)：這種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浔阌诰W(wǎng)絡(luò)的集中控制和管理，因?yàn)槎擞脩?hù)之間的通信必須經(jīng)過(guò)中央設(shè)備。缺點(diǎn)是成本高，中央設(shè)備對(duì)故障敏感。

環(huán)形網(wǎng)絡(luò)

環(huán)型網(wǎng)絡(luò)是將所有計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)接口連接成一個(gè)環(huán)，最典型的例子是令牌環(huán)局域網(wǎng)。環(huán)可以是單環(huán)，也可以是雙環(huán)，環(huán)中信號(hào)是單向傳輸?shù)摹?/p>

網(wǎng)狀型網(wǎng)絡(luò)

一般情況下，每個(gè)結(jié)點(diǎn)至少由兩條路徑與其他結(jié)點(diǎn)相連，多用在廣域網(wǎng)中。其優(yōu)點(diǎn)是可靠性高。缺點(diǎn)是控制復(fù)雜、線路成本高。

需要注意的是，以上四種基本的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溥€可以互連為更復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)。

1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的性能指標(biāo)

性能指標(biāo)可以從不同的方面來(lái)度量計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的性能。常用的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的性能指標(biāo)有以下8個(gè):
速率、帶寬、吞吐量、時(shí)延、時(shí)延帶寬積、往返時(shí)間、利用率、丟包率。

（注意比特和速率的換算）

處理時(shí)延的說(shuō)明：網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)流量是動(dòng)態(tài)變化的，因此路由器的繁忙程度也是動(dòng)態(tài)變化的。另外，各種路由器的軟硬件性能也可能有所不同，因此很難用一個(gè)公式計(jì)算出處理時(shí)延。（這里將排隊(duì)時(shí)延合并到處理時(shí)延，有些考題中會(huì)忽略處理時(shí)延）

這里假定電磁波在光纖中傳輸。通過(guò)以上兩個(gè)例子可以看出，構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)時(shí)延的發(fā)送時(shí)延，傳播時(shí)延以及處理時(shí)延，在處理時(shí)延忽略不計(jì)的情況下，我們不能想當(dāng)然地認(rèn)為發(fā)送時(shí)延占主導(dǎo)或傳播時(shí)延占主導(dǎo)，而是具體問(wèn)題具體分析。

小結(jié)：

時(shí)延帶寬積中的時(shí)延是傳播時(shí)延

?小結(jié)：

1.6計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)

1. 常見(jiàn)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)
2. 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)分層的必要性
3. 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)分層思想舉例
4. 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中的專(zhuān)用術(shù)語(yǔ)

IP的中文意思是網(wǎng)際協(xié)議，因此TCP/IP體系結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)層常稱(chēng)為網(wǎng)際層

2.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)分層的必要性

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是個(gè)非常復(fù)雜的系統(tǒng)。早在最初的ARPANET設(shè)計(jì)時(shí)就提出了分層的設(shè)計(jì)理念。
"分層"可將龐大而復(fù)雜的問(wèn)題，轉(zhuǎn)化為若干較小的局部問(wèn)題，而這些較小的局部問(wèn)題就比較易于研究和處理。
下面，我們按照由簡(jiǎn)單到復(fù)雜的順序，來(lái)看看實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)要面臨哪些主要的問(wèn)題，以及如何將這些問(wèn)題劃分到相應(yīng)的層次，層層處理。

因此，原理體系結(jié)構(gòu)各層有不同要解決的問(wèn)題?

3 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)分層思想舉例（暫時(shí)略）

4計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中的專(zhuān)用術(shù)語(yǔ)

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中的專(zhuān)用術(shù)語(yǔ)：實(shí)體、協(xié)議、服務(wù)

實(shí)體 任何可發(fā)送或接收信息的硬件或軟件進(jìn)程。
對(duì)等實(shí)體 收發(fā)雙方相同層次中的實(shí)體。

協(xié)議

協(xié)議控制兩個(gè)對(duì)等實(shí)體進(jìn)行邏輯通信的規(guī)則的集合。

協(xié)議的三要素：語(yǔ)法、語(yǔ)義、同步

• 語(yǔ)法：定義所交換信息的格式
• 語(yǔ)義：定義收發(fā)雙方所要完成的操作
• 同步：定義收發(fā)雙方的時(shí)序關(guān)系

• ?在協(xié)議的控制下，兩個(gè)對(duì)等實(shí)體間的邏輯通信使得本層能夠向上一層提供服務(wù)。
• 要實(shí)現(xiàn)本層協(xié)議，還需要使用下面一層所提供的服務(wù)。
• 協(xié)議是“水平的”，服務(wù)是“垂直的”。
• 實(shí)體看得見(jiàn)相鄰下層所提供的服務(wù)，但并不知道實(shí)現(xiàn)該服務(wù)的具體協(xié)議。也就是說(shuō)，下面的協(xié)議對(duì)上面的實(shí)體是"透明"的。

服務(wù)訪問(wèn)點(diǎn)? 在同一系統(tǒng)中相鄰兩層的實(shí)體交換信息的邏輯接口，用于區(qū)分不同的服務(wù)類(lèi)型。

• 數(shù)據(jù)鏈路層的服務(wù)訪問(wèn)點(diǎn)為幀的“類(lèi)型”字段。
• 網(wǎng)絡(luò)層的服務(wù)訪問(wèn)點(diǎn)為lP數(shù)據(jù)報(bào)首部中的“協(xié)議字段”。
• 運(yùn)輸層的服務(wù)訪問(wèn)點(diǎn)為“端口號(hào)”。

服務(wù)原語(yǔ)? ? ?上層使用下層所提供的服務(wù)必須通過(guò)與下層交換一些命令，這些命令稱(chēng)為服務(wù)原語(yǔ)。

• 協(xié)議數(shù)據(jù)單元PDU 對(duì)等層次之間傳送的數(shù)據(jù)包稱(chēng)為該層的協(xié)議數(shù)據(jù)單元。
• 服務(wù)數(shù)據(jù)單元SDU 同一系統(tǒng)內(nèi)，層與層之間交換的數(shù)據(jù)包稱(chēng)為服務(wù)數(shù)據(jù)單元。
• 多個(gè)SDU可以合成為一個(gè)PDU;一個(gè)SDU也可劃分為幾個(gè)PDU。
  ?

小結(jié)

復(fù)習(xí)題：

答案是B

?路由器：網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)鏈路層、物理層。交換機(jī)：數(shù)據(jù)鏈路層、物理層。集線器：物理層。

?

習(xí)題課

則總時(shí)延為所有分組的發(fā)送時(shí)延加上信號(hào)在這一段鏈路上的傳播時(shí)延。
因此，

注意這里的條件（分組等長(zhǎng)，各鏈路長(zhǎng)度相同、帶寬也相同，忽略路由器的處理時(shí)延）

?

?

?

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到了這里，關(guān)于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（第一章）——概述的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請(qǐng)?jiān)谟疑辖撬阉鱐OY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！