计算机网络原理之计算机网络概述
计算机网络原理之计算机网络概述 一、计算机网络基本概念 计算机网络的定义 计算机网络(Computer Network)是若干结点(Host)通过通信设备连接起来的计算机系统,这些计算机通过通信设备进行信息交换。 从技术范畴来看,计算机网络是计算机技术与通信技术相互融合的产物。 计算机网络是互连的、自治的计算机的集合,这些计算机通过通信设备进行信息交换。 ISP 网络由许多有线或无线通信链路互连分组交换设置构成。 分组交换设备可以实现数据分组的接收与转发,是构成 Internet 的重要基础,存在多种形式,最典型的是路由器和交换机。 协议的定义 协议(Protocol)是计算机网络中,计算机之间通信必须遵守的规则,这些规则将数据划分为具有特定含义的组件,并通过这些组件在计算机之间传递数据。 协议是计算机网络中,计算机之间进行通信时所必须遵守的规则的集合。 协议三要素 语法:语法是用来规定语言的规则,计算机网络协议的语法就是对数据包中数据的组织格式进行定义。 语义:语义是用来规定语言的含意,计算机网络协议的语义是对数据包中数据的含意进行定义。 同步:同步就是对发送和接收双方的数据发送和接收速率进行协调。 计算机网络的功能 硬件资源共享 软件资源共享 信息资源共享 计算机网络的分类 按覆盖范围分类 广域网 WAN(Wide Area Network):覆盖范围很广的计算机网络,通常跨接很大的地理距离,所覆盖的范围从几十公里到几千公里,甚至全球。 城域网 MAN(Metropolitan Area Network):覆盖范围较小的计算机网络,通常覆盖一个城市,也可以覆盖一个城市里的几个区 局域网 LAN(Local Area Network):覆盖范围较小的计算机网络,通常覆盖一个校园,一个公司,或者一个单位。 个人区域网 PAN(Personal Area Network):覆盖范围极小的计算机网络,通常覆盖一个家庭,一个宿舍或一个办公室。 按拓扑结构分类 总线型拓扑结构 环型拓扑结构 星型拓扑结构 网状拓扑结构 树形拓扑结构 混合拓扑结构 按交换方式分类 电路交换(Circuit Switching):在通信开始前,通信双方需要先建立一个通信电路,然后通信双方通过这个电路进行通信。通信的结束也通过释放这个通信电路来结束。 报文交换(Message Switching):报文交换的交换节点即交换机,交换机中存储着大量报文,报文交换机根据报文中的地址信息将报文转发到下一个交换机。报文交换的交换节点即交换机,交换机中存储着大量报文,报文交换机根据报文中的地址信息将报文转发到下一个交换机。 分组交换(Packet Switching):分组交换的交换节点即交换机,交换机中存储着大量分组,分组交换机根据分组中的地址信息将分组转发到下一个交换机。 按传输介质分类 无线传输介质 有线传输介质 按网络模型分类 OSI 七层模型 TCP/IP 四层模型 客户-服务器模型 按网络用户属性分类 公用网 私有网 二、计算机网络结构 网络边缘 终端系统(End System):终端系统也称为用户终端(User Equipment),直接连到网络的计算机,是网络边缘设备,是计算机用户访问网络的入口。 边缘路由器(Edge Router):边缘路由器也称为网络接入设备(Network Access Device),是网络边缘设备,是终端系统接入互联网的网关,是网络边缘的入口。 接入网络 常见的接入网络包括以下几类: 电话拨号接入 非对称数字用户线路 ADSL 混合光纤同轴电缆 HFC 接入网络 局域网 移动接入网络 网络核心 三、数据交换技术 数据交换的概念 电路交换 建立电路 传输数据 拆除电路 报文交换 报文交换机 报文 存储转发 分组交换 分组交换的基本原理 分组交换的优点 交换设备存储容量要求低 交换速度快 可靠传输效率高 更加公平 分组长度的确定 分组长度与延迟时间 分组长度与误码率 四、计算机网络性能 速率与带宽 时延 结点处理时延 排队时延 传输时延 传播时延 时延带宽积 丢包率 吞吐量 五、计算机网络体系结构 计算机网络分层体系结构 OSI 参考模型 TCP/IP 参考模型 五层参考模型 计算机网络与因特网发展简史