计算机网络第一章学习

第一章、概述
1.1计算机网络在信息时代的应用
1、三网融合指的是电信网络、计算机网络和有线电视网络。发展最快并起到核心作用得是计算机网络。
1.2互联网概述
1、以小写字母“i”开始的internet(互连网)，通用名次，指由多个计算机网络互连而成的网络；以大写字母“I”开始的Internet（互联网或因特网），是专用名次，由众多网络相互连接而成的特定计算机网络，采用TCP/IP协议作为通信规则。
2、互联网只采用TCP/IP协议，而互连网可以采用除TCP/IP协议以外的其他协议。
3、所有互联网标准都以RFC的形式在互联网上发表，发表之前要经过三个阶段：
互联网草案、建议标准、互联网标准。
4、用户上网是通过互连网服务提供商，而互连网交换点是允许两个网络直接相连并转发分组，它们的缩写分别为：ISP,IXP。
1.3互联网的组成
1、从互联网的工作方式上看：分为边缘部分和核心部分
边缘部分：由所有连接在互联网上的主机组成。用户直接使用，用于通信和资源共享。
核心部分：由大量网络和连接这些网络的路由器组成。为边缘部分提供服务。
2、端系统之间的通信是指“主机A的某个进程与主机B上的另一个进程进行通信”。
3、端系统之间的通信方式分为两大类：客户-服务器方式（C/S方式），对等方式（P2P方式）。
4、客户-服务器方式：客户是服务请求方，服务器是服务的提供方。
对等方式：不需要分请求方或服务方，只要两个主机都运行了对等的连接软件，就可以进行平等的、对等连接通信。
5、在网络核心部分起特殊作用的是路由器，路由器是实现分组交换的关键构件，任务是转发收到的分组，是网络核心部分最重要的功能。
6、典型的交换技术包括：
（1）电路交换：特点：计算机数据具有突发性；通信线路利用率很低。
（2）分组交换：特点：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。
路由器处理分组的过程是：
把收到的分组先放入缓存（暂时存储）；查找转换表，找出到某个目的地址应从哪个端口转发；再将分组送到适当的端口转发出去。
（3）报文交换：造成的时延较长，很少使用。
1.4计算机网络在我国的发展
1、1994年，我国用64kbit/s专线正式连入互联网。
1.5计算机网络的类别
1、计算机网络的特点：
（1）连通性：使上网的用户都可以交换信息；
（2）共享：指的是资源共享（包括信息、软件或硬件共享）
2、几种不同类别的网络
（1）按网络作用范围分类：广域网 城域网 局域网 个人区域网（范围由大到小）
（2）按网络的使用者分类：公用网 专用网
（3）把用户接入到互联网的网络： 接入网AN 本身不属于互联网的边缘部分，也不属于核心部分。
1.6计算机网络的性能
1、计算机网络的性能指标，主要包括：速率、带宽、吞吐率、时延、利用率等。
2、速率是计算机最重要的性能指标，指数据的传输速率（比特率），单位是bit/s、 kbit/s、Mbit/s、Gbit/s等。
3、速率往往指的是它的额定速率或标称速率，而不是实际运行速率。
4、数据块：1K=2^10=1024B 1M=2^20 1G=2^30 1T=2^40
速率： K=10^3 M=10^6
G=10^9 T=10^12
5、带宽两种意义
（1）本指信号具有的频带宽度，单位是赫兹等
（2）在计算机网络中，表示网络中某通道传输数据的能力。在单位时间内网络中的某信道所能通过的“最高数据率”。单位是bit/s “比特每秒”。
6、吞吐量受网络的带宽和网络的额定速率的限制。
7、时延是指从网络的一端传送到另一端所需的时间 ，也称为延迟。
8、网络中的时延由4部分组成：
发送时延：（传输时延）数据帧从结点进入到传输媒体所需的时间
发送时延=数据帧长度（bit）/发送速率（bit/s）
传播时延：电磁波在信道中传播一段距离所需的时间；
传播时延 =信道长度（米）/信号传播速率（米/秒）
处理时延：处理分组所需的时间
排队时延：分组在输入输出队列中排队等待所需时间，（时延长短取决于网 络中当时的通信量）
9、高速网络链路，提高的仅仅是发送速率而不是比特在链路上的传播速率，提高链路的带宽减小了数据发送时延。
10、利用率分为信道利用率和网络利用率
信道利用率：某信道有百分之几的时间是被利用的（有数据通过），完全空闲的信道利用率为零；
网络利用率：全网络信道利用率的加权平均值；
11、信道利用率并不是越高越好。当某信道的利用率增大时，该信道引起的时延也将迅速增加。
1.7计算机网络的体系结构
1、国际标准化组织ISO于1977年提出了一个使各种计算机在世界范围内互连成网的标准框架，即开放系统互连基本参考模型OSI/RM
2、非国际标准的TCP/IP获得了最广泛的应用。
3、网络协议的三个组成要素：语法 语义 同步；协议的两种形式：文字描述、程序代码。
4、具有五层协议的体系结构：从下往上分别为：物理层、数据链路层、网络层、运输层、应用层。
章节练习题：
1、收发两端之间的传输距离为1000km，信号在媒体上的传播速率为 m/s，试计算以下两种情况的发送时延和传播时延：
(1)数据长度为 bit，数据发送速率为100kb/s;
(2)数据长度为 bit，数据发送速率为1Gb/s;
以上计算结果可得出什么结论？
解：（1）1000km=1000000m=1*10^6m
发送时延：ts=10 ^7/105=100s ;
传播时延：tp=10 ^6/2*108=5ms;
（2）发送时延：ts=10 ^3/109=1us ;
传播时延：tp=10 ^6/2*108=5ms;
结论：如果数据长度大而发送速率低，则在总的时延中，发送时延往往大于传播时延。

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