In the first day.
?首先，我們要先有清晰地學(xué)習(xí)思路，然后介紹計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展及在信息時(shí)代的各類應(yīng)用及帶來的一些負(fù)面問題。然后是對(duì)因特網(wǎng)進(jìn)行概述，包括網(wǎng)絡(luò)，互聯(lián)網(wǎng)和因特網(wǎng)的相關(guān)概念，因特網(wǎng)發(fā)展的三個(gè)歷史階段，因特網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)化和管理機(jī)構(gòu)，因特網(wǎng)的組成（邊緣部分和核心部分）；介紹因特網(wǎng)核心部分采用的基于儲(chǔ)存轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)的分組交換方式，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義和分類以及八個(gè)主要性能指標(biāo)后再詳細(xì)討論計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)。
1,1信息時(shí)代的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)

?伴隨著信息技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的密切結(jié)合，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成了21世紀(jì)信息時(shí)代的核心，對(duì)我們的生活和工作產(chǎn)生了重大的影響，但是在享受著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)帶給我們的五彩繽紛的生活的同時(shí)，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)還帶來了一定的不和諧因素。

計(jì)算機(jī)的各類應(yīng)用

• 網(wǎng)上辦公
• 信息瀏覽和發(fā)布
• 通信和交流
• 休閑和娛樂
• 資源共享
• 電子商務(wù)
• 遠(yuǎn)程協(xié)作

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)帶來的負(fù)面影響

• 獲取國(guó)家機(jī)密，傳播病毒，攻擊網(wǎng)站
• 售賣假冒偽造商品
• 傳播謠言
• 詐騙，色情，賭博等網(wǎng)站

因特網(wǎng)概述
?對(duì)于普通的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)用戶而言，接觸最多的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)就是因特網(wǎng)，他是當(dāng)今世界上最大的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。
網(wǎng)絡(luò)，互聯(lián)網(wǎng)和因特網(wǎng)之間的區(qū)別和聯(lián)系
1，網(wǎng)絡(luò)
?網(wǎng)絡(luò)是由若干節(jié)點(diǎn)和鏈接這些節(jié)點(diǎn)的鏈路組成。

?網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)可以使計(jì)算機(jī)，網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備（集線器，交換機(jī)，路由器等），其他具有網(wǎng)絡(luò)功能的設(shè)備（網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)，網(wǎng)絡(luò)攝像頭，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備等）。網(wǎng)絡(luò)中的鏈路既可以是有線鏈路，也可以是無線鏈路，取決于他們之間信息交流的媒介。
互聯(lián)網(wǎng)
?我們可以以一朵云來表示一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，而網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的細(xì)節(jié)不用給出，就像上邊第二個(gè)圖所示?；ヂ?lián)網(wǎng)就是由若干個(gè)網(wǎng)絡(luò)和連接他們的路由器組成，如果我們忽略內(nèi)部細(xì)節(jié)，可以將互聯(lián)網(wǎng)看做一個(gè)覆蓋范圍更大的網(wǎng)絡(luò)，因此也可以稱作網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)。
因特網(wǎng)
?因特網(wǎng)是當(dāng)今世界上最大的互聯(lián)網(wǎng)，我們通常所說的網(wǎng)絡(luò)一般也指的是因特網(wǎng)，因特網(wǎng)也可以用一朵云來表示，忽略其內(nèi)部各種路由器和異構(gòu)型網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)細(xì)節(jié)。

?連接在因特網(wǎng)上的各種通信設(shè)備成為主機(jī)，路由器是用于網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的專用設(shè)備，一般不將其稱為主機(jī)。
小結(jié)：
網(wǎng)絡(luò)，互聯(lián)網(wǎng)和因特網(wǎng)之間的關(guān)系總結(jié)：
?若干個(gè)節(jié)點(diǎn)和鏈路互聯(lián)形成網(wǎng)絡(luò)，若干個(gè)網(wǎng)絡(luò)通過路由器形成互聯(lián)網(wǎng)，因特網(wǎng)是當(dāng)今世界最大的互聯(lián)網(wǎng)。
幾點(diǎn)注意：
?上邊已經(jīng)說過了，許多人口中的互聯(lián)網(wǎng)一般都指的是因特網(wǎng)。
?internet和Internet的區(qū)別：前一個(gè)的奕斯偉互聯(lián)網(wǎng)，是一個(gè)通用的名詞，至多個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)而成的網(wǎng)絡(luò)。
?而Internet的意思是因特網(wǎng)，是一個(gè)專有名詞，就是指全球最大的，開放的，有眾多網(wǎng)絡(luò)和路由器互聯(lián)而成的特定計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。
互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展歷程
?互聯(lián)網(wǎng)是冷戰(zhàn)的產(chǎn)物之一，1962年美國(guó)國(guó)防部為了防止遭受核打擊人具有一定的生存和反擊能力，決定設(shè)計(jì)出一種基于分組交換技術(shù)的通信指揮技術(shù)。1969年創(chuàng)建出第一個(gè)分組交換網(wǎng)絡(luò)ARPANET，該網(wǎng)絡(luò)就是因特網(wǎng)的雛形。

因特網(wǎng)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)大體上經(jīng)歷了三個(gè)階段的演進(jìn)，從軍事到教育科研再到商業(yè)化。
1，從單個(gè)分組交換網(wǎng)向互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展
?ARPANET最初是一個(gè)單獨(dú)的網(wǎng)絡(luò)，人們意識(shí)到單獨(dú)的網(wǎng)絡(luò)很難解決所有的通信問題，于是開始研究網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)問題，1983年TCP/IP協(xié)議族成為ARPANET上的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，任何使用該協(xié)議的計(jì)算機(jī)都可以通過網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)而通信，因此，1983稱為因特網(wǎng)的誕生時(shí)間。
2，逐步形成三級(jí)結(jié)構(gòu)的因特網(wǎng)
?1985年開始，美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)圍繞6個(gè)大型計(jì)算機(jī)中心建設(shè)國(guó)家科學(xué)基金網(wǎng)NSFNET，他由主干網(wǎng)，地區(qū)網(wǎng)和校園網(wǎng)構(gòu)成。此時(shí)，全球許多公司接入因特網(wǎng)，美國(guó)決定將主干網(wǎng)交由私人公司經(jīng)營(yíng)，對(duì)接入單位進(jìn)行收費(fèi)。
3，逐步形成多層次ISP結(jié)構(gòu)的因特網(wǎng)
?NSFNET逐漸被多個(gè)商用的因特網(wǎng)豬肝網(wǎng)替代，政府不再管理任何互聯(lián)網(wǎng)的運(yùn)營(yíng)，轉(zhuǎn)而被各種因特網(wǎng)服務(wù)提供者（ISP）來運(yùn)營(yíng)。
?我國(guó)的ISP主要有中國(guó)電信，中國(guó)移動(dòng)和中國(guó)聯(lián)通，他們想用戶提供因特網(wǎng)接入服務(wù)，信息服務(wù)和增值服務(wù)。

?目前，因特網(wǎng)已經(jīng)發(fā)展為基于ISP的多層次結(jié)構(gòu)的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。

?第一層ISP是國(guó)際級(jí)的，其覆蓋面積最大并且擁有高速鏈路和交換設(shè)備。第一層ISP之間相互連接構(gòu)成因特網(wǎng)主干網(wǎng)(Internet Backbone)
?第二層ISP是區(qū)域級(jí)或國(guó)家級(jí)的，與少數(shù)第一層ISP相連接，作為第一層ISP的用戶。一些大公司也是第一層ISP的用戶。
?第三層ISP是本地級(jí)的，與第二層ISP相連接，作為第二層ISP的用戶。普通的校園網(wǎng)、企業(yè)網(wǎng)、住宅用戶以及移動(dòng)用戶等，都是第三層ISP的用戶。相同層次的ISP也可選擇直接相連。
?要注意的是，接入因特網(wǎng)的用戶也可以成為一個(gè)ISP，他只需要購(gòu)買一些相關(guān)的設(shè)備，如（調(diào)制解調(diào)器，路由器等），讓其他用戶能夠通過他接入因特網(wǎng)。因此，因特網(wǎng)的結(jié)構(gòu)實(shí)際上是基于ISP的多層次結(jié)構(gòu)，各ISP可以在因特網(wǎng)拓?fù)渖咸砑有碌膶哟魏头种А?br>因特網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)化工作和管理機(jī)構(gòu)
?1，因特網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)化，如果沒有國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的存在就會(huì)導(dǎo)致很多技術(shù)體質(zhì)并存且互相不兼容，會(huì)給用戶帶來極大地不方便，就像充電器接口，安卓和蘋果的不同，那如果是每個(gè)手機(jī)品牌設(shè)置自己的充電器接口類型，那么在日常生活中外出手機(jī)沒電還要找相同品牌的充電器，就會(huì)產(chǎn)生很多麻煩。
?因特網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)化工作時(shí)面向公眾的，任何一個(gè)建議標(biāo)準(zhǔn)在成為正式標(biāo)準(zhǔn)之前，都會(huì)以RFC技術(shù)文檔的形式在因特網(wǎng)上發(fā)表。RFC的含義是（Request For Comments）請(qǐng)求批評(píng)。任何人都可以從因特網(wǎng)上免費(fèi)下載RFC文檔隨時(shí)對(duì)某個(gè)RFC文檔發(fā)表意見。
?指定因特網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)需要經(jīng)過因特網(wǎng)草案，建議標(biāo)準(zhǔn)，草案標(biāo)準(zhǔn)，因特網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)這四個(gè)階段。

現(xiàn)在已經(jīng)取消了草案標(biāo)準(zhǔn)這一階段，現(xiàn)在制定因特網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的過程簡(jiǎn)化為：
?因特網(wǎng)草案->建議標(biāo)準(zhǔn)->因特網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。
因特網(wǎng)的管理機(jī)構(gòu)
因特網(wǎng)管理機(jī)構(gòu)的組織架構(gòu)如圖

?由國(guó)際組織因特網(wǎng)協(xié)會(huì)全面管理。ISOC下設(shè)因特網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)委員會(huì)（IAB），負(fù)責(zé)制定因特網(wǎng)相關(guān)協(xié)議的研發(fā)。IAB下設(shè)因特網(wǎng)工程部（IETF）和因特網(wǎng)研究部（IRTF），工程部負(fù)責(zé)研究中短期的工程問題，相關(guān)協(xié)議的研發(fā)和標(biāo)準(zhǔn)化；IRTF負(fù)責(zé)研究理論方面的需要長(zhǎng)期考慮的問題。
因特網(wǎng)的組成
?因特網(wǎng)是全球覆蓋最廣的互聯(lián)網(wǎng)，其網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涫謴?fù)雜，但我們可以從功能上將其劃分為邊緣部分和核心部分兩大類。

?因特網(wǎng)的邊緣部分：由連接在因特網(wǎng)上的臺(tái)式電腦、筆記本電腦、平板蟲腦 服務(wù)器、智能手機(jī)、智能手表、網(wǎng)絡(luò)攝像頭和網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)等用戶設(shè)備構(gòu)成這些用戶設(shè)備常稱為主機(jī)，由用戶直接使用，為用戶直接提供各式各樣的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用
?因特網(wǎng)的核心部分：由大量異構(gòu)型網(wǎng)絡(luò)和連接這些網(wǎng)絡(luò)的路由器構(gòu)成。因特網(wǎng)的整心部分為其邊緣部分提供連通性和數(shù)據(jù)交換等服務(wù)。
電路交換，分組交換和報(bào)文交換

?路由器在因特網(wǎng)的核心部分發(fā)揮著重要的作用，他對(duì)接收到的信息進(jìn)行儲(chǔ)存轉(zhuǎn)發(fā)從而實(shí)現(xiàn)分組交換。
電路交換

?早期是專門為電話通信服務(wù)的電信網(wǎng)絡(luò)中，需要很多互相連接起來的電話交換機(jī)來完成全網(wǎng)絡(luò)的交換功能。電話交換機(jī)接通電話線的方式就是電路交換。
?從通信資源分配的角度來看，交換實(shí)際上是以某種方式動(dòng)態(tài)的分配傳輸線路的資源。
實(shí)現(xiàn)電路交換進(jìn)行通信的三個(gè)條件
?1，建立鏈接：當(dāng)被叫方聽到點(diǎn)化鈴聲之后并拿起電話時(shí)，從主叫方到被叫方就建立了一條專用的物理通路，簡(jiǎn)稱為連接。
?2，通話：利用已經(jīng)建立起的資源進(jìn)行通話，在整個(gè)通話期間，雙方始終建立著連接，通信資源不會(huì)被其他用戶占用，就像你打電話時(shí)偶爾會(huì)聽到你撥打的電話正在通話中，無法建立連接一樣。
?3，釋放連接：掛電話后，從主叫方到被叫方之間這條專用的物理通路就被交換機(jī)釋放，將雙方占用的通信資源還給電信網(wǎng)。
?思考一下，對(duì)與我們所使用的即使通信工具（QQ，微信等），盡管我們不是連續(xù)通過該工具發(fā)送消息，但為了即使收到別人的來信，通常會(huì)將其保持為在線狀態(tài)，如果采用電路交換的方式就會(huì)白白浪費(fèi)大量通信線路資源，也就是說，計(jì)算機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳送是突發(fā)式的，當(dāng)使用電路交換來傳送計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)時(shí)，傳輸效率一般都會(huì)很低，線路上真正用來傳輸?shù)臅r(shí)間微乎其微。
分組交換
?解釋：在研制ARPANET時(shí)，就采用了基于儲(chǔ)存妝發(fā)技術(shù)的分組交換，發(fā)送方將發(fā)送的整塊數(shù)據(jù)構(gòu)造成若干個(gè)分組發(fā)送出去，分組傳送途中各個(gè)交換節(jié)點(diǎn)（路由器）對(duì)分組進(jìn)行存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)，接收方收到這些分組后將他們組合還原成原來的文件。
?待發(fā)送的整塊數(shù)據(jù)通常稱為報(bào)文，報(bào)文一般都較長(zhǎng)不適合直接運(yùn)輸，將較長(zhǎng)的報(bào)文分割為若干個(gè)等長(zhǎng)的部分，在每個(gè)數(shù)據(jù)段前邊加上一些必要的控制信息（源地址和目標(biāo)地址等）組成的首部。這樣就構(gòu)造出一個(gè)個(gè)分組。分組是在分組交換網(wǎng)上傳送的數(shù)據(jù)單元。

下圖ABCDE就為5個(gè)交換節(jié)點(diǎn)，主機(jī)H123456就可以通過分組交換的方式進(jìn)行通信。

?可以發(fā)現(xiàn)的是，在出具傳輸時(shí)會(huì)占用其中某一個(gè)回路的鏈路，而分組交換網(wǎng)中其他鏈路并沒有被占用。
?路由器對(duì)收到的分組進(jìn)行儲(chǔ)存穿法，A路由器根據(jù)分組首部的目的地址來查找自己的轉(zhuǎn)發(fā)表，查找結(jié)果為B，就會(huì)轉(zhuǎn)發(fā)分組到B路由器，分組在A和B之間進(jìn)行傳輸時(shí)，僅僅占用這兩個(gè)路由器之間的資源，而不會(huì)占用其他鏈路的資源。
?如上圖所示，如果主機(jī)H1和H5之間要進(jìn)行大量的通信，就可以將分組沿著另一條路徑進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，兩種鏈路分別是ACE和ABE。
總結(jié)：
?分組交換和電路交換有著很大的區(qū)別，分組交換與電路交換有著很大的不同。分組交換沒有建立連接和釋放連接帶來的開銷，分組在哪段鏈路上傳送才占用這段鏈路的通信資源，因而數(shù)據(jù)的傳輸效率更高，這對(duì)于突發(fā)式的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)的傳送是非常適宜的。相比于采用電路交換傳送突發(fā)式的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)，分組交換的通信線路利用率大大提高。
?為了提高分組交換網(wǎng)的可靠性，常采用網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。當(dāng)少數(shù)交換節(jié)點(diǎn)或鏈路出現(xiàn)故障時(shí)，又或是網(wǎng)絡(luò)發(fā)生擁塞時(shí)，交換節(jié)點(diǎn)都可以相應(yīng)地改變轉(zhuǎn)發(fā)路由，而不會(huì)引起通信中斷或全網(wǎng)癱瘓。另外，網(wǎng)絡(luò)中的主干線路也常由一些高速鏈路組成。
分組交換的優(yōu)點(diǎn)如下：文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-804010.html

• 沒有建立連接和釋放連接的過程，分組傳輸過程中逐段占用通信鏈路，有較高的通信線路利用率。
• 交換節(jié)點(diǎn)可以為每一個(gè)分組獨(dú)立轉(zhuǎn)發(fā)路由，使網(wǎng)絡(luò)有很好的生存性。
  分組交換也帶來了很多問題
• 分組首部帶來了額外的傳輸開銷。
• 路由器春初轉(zhuǎn)發(fā)分組會(huì)造成一定的時(shí)延。
• 無法確保通信室端到端的通信資源全部可用，在通信量較大時(shí)可能造成網(wǎng)絡(luò)阻塞。
• 分組可能會(huì)造成失序（未按序到達(dá)）和丟失等問題。
  報(bào)文交換
  ?報(bào)文交換時(shí)分組交換的前身，報(bào)文交換相較于分組交換不同的是**報(bào)文交換不會(huì)分組而是整個(gè)進(jìn)行發(fā)送。**交換節(jié)點(diǎn)也就是路由器要整體接手后才能查找轉(zhuǎn)發(fā)表，將整個(gè)報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)到下一個(gè)節(jié)點(diǎn)。所以說，報(bào)文交換閉分組交換帶來的轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)延（后邊說到）要多的多，需要交換節(jié)點(diǎn)具有的緩存空間也大得多。
  
  如上圖所示
  再?gòu)?fù)習(xí)一下
  ?在使用電路交換時(shí)，必須首先建立連接，也就是從主叫方到被叫方建立二條專用的 1物理通路。然后主叫方和被叫萬就可以基于已建立的連接進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送了。在整個(gè)數(shù)據(jù)傳送期間，通信雙方始終占用著連接，通信資源不會(huì)被其他用戶占用。數(shù)據(jù)傳送結(jié)束后還需要釋放連接，雙方掛機(jī)后，從主叫方到被叫方的這條專用的物理通路被交換機(jī)釋放，將雙方所占用的通信資源歸還給電信網(wǎng)。
  ?在使用報(bào)文交換時(shí)，無須首先建立連接，通信結(jié)束后也無須釋放連接。數(shù)據(jù)傳送單元為整個(gè)報(bào)文，傳送路徑中的交換節(jié)點(diǎn)只有在完整接收整個(gè)報(bào)文后，才能對(duì)其進(jìn)行查表轉(zhuǎn)發(fā)，將整個(gè)報(bào)文發(fā)送到下一個(gè)節(jié)點(diǎn)。
  ?在使用分組交換時(shí)，也無須建立連接和釋放連接。數(shù)據(jù)傳送單元是由整個(gè)報(bào)文劃分并構(gòu)造出的若干個(gè)分組，傳送路徑中的交換節(jié)點(diǎn)每完整接收一個(gè)分組后，就對(duì)其查表轉(zhuǎn)發(fā)，將其發(fā)送到下一個(gè)節(jié)點(diǎn)。
  總結(jié)每種交換的優(yōu)缺點(diǎn)
  ?若要連續(xù)得這關(guān)量的數(shù)據(jù)，并且數(shù)據(jù)傳送時(shí)間遠(yuǎn)長(zhǎng)于建立連接的時(shí)間，則使用電路交換可以有較高的傳輸效率。然而計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)傳送往往是突發(fā)式的，采用電路交換時(shí)通信線路的利用率會(huì)很低。報(bào)文交換和分組交換都不需要建立連接(即預(yù)先分配通信資源)，在傳送計(jì)算機(jī)的突發(fā)數(shù)據(jù)時(shí)可以提高通信線路的利用率。將報(bào)文構(gòu)造成若干個(gè)更小的分組進(jìn)行分組交換，比將整個(gè)報(bào)文進(jìn)行報(bào)文交換的時(shí)延要小，并且還可以避免太長(zhǎng)的報(bào)文長(zhǎng)時(shí)間占用鏈路，有利于差錯(cuò)控制，同時(shí)具有更好的靈活性。
  ?本文是嗶站高軍老師深入淺出計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程的學(xué)習(xí)總結(jié)，如果對(duì)你有用的話動(dòng)動(dòng)小手點(diǎn)一個(gè)贊吧，您的支持就是我創(chuàng)作的動(dòng)力。

到了這里，關(guān)于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)first day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)！