01计网概述_分组计网-优快云博客

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本文介绍了计算机网络的基本概念，包括三种交换方式——电路交换、报文交换和分组交换，强调了分组交换的效率优势。同时，讨论了计算机网络的定义、分类和性能指标，如路由器在分组转发中的作用。此外，还概述了常见的计算机网络体系结构，如TCP/IP模型，以及网络分层的重要性和实际应用。

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路由器用来转发收到的分组

1.3三种交换方式

当使用电路交换来传送计算机数据时，其线路的传输效率往往很低。

报文划分成等长数据段，在每个数据段加上首部（首部中包含分组目的地址，可称为"包头"），构成分组，也可简称为”包“。

报文交换被分组交换取代。

报文交换，需存放目标地址，源地址等信息，可随时发送报文，而不需事先建立连接。不限制报文大小，需各结点交换机都具有较大的缓存空间。

分组交换，可随时发送分组，而不需要事先建立连接，减少了转发时延，避免较长的报文长时间占用链路，有利于差错控制。

1.4 计算机网络的定义和分类

计算机网络的定义
计算机网络的精确定义并未统一
计算机网络的最简单的定义是:一些互相连接的、自治的计算机的集合

互连是指计算机之间可以通过有线或无线的方式进行数据通信;
自治是指独立的计算机，它有自己的硬件和软件，可以单独运行使用; 集合是指至少需要两台计算机;

计算机网络的较好的定义是:计算机网络主要是由一些通用的、可编程的硬件互连而成的，而这些硬件并非专门用来实现某一特定目的(例如，传送数据或视频信号)。这些可编程的硬件能够用来传送多种不同类型的数据，并能支持广泛的和日益增长的应用。
计算机网络所连接的硬件，并不限于一般的计算机，而是包括了智能手机等智能硬件。
计算机网络并非专门用来传送数据，而是能够支持很多种的应用(包括今后可能出现的各种应用)。

1.5 计算机网络的性能指标

卫星链路耗时较多

常见的计算机网络体系结构

IP协议：网际协议

TCP/IP体系结构的网络层常称为网际层。

TCP/IP体系结构相当于将OSI体系结构的物理层和数据链路层合并为了网络接口层，并去掉了会话层和表示层。

路由器一般只包含网络接口层和网际层

TCP/IP体系结构的网络接口层并没有规定什么具体的内容，这样做的目的是可以互连全世界各种不同的网络接口。

本质上，TCP/IP结构只有上面三层。

IIP协议是网际层的核心协议。

应用层包含了大量的应用层协议。

IP协议可以将不同的网络接口进行互连，并向其上的TCP协议和UDP协议提供网络互连服务。TCP协议在享受IP协议提供的网络互连服务的基础上，可向应用层的相应协议提供可靠传输的服务；UDP协议在享受IP协议提供的网络互连服务的基础上，可向应用层的相应协议提供不可靠传输的服务。

IP协议负责互连的网络接口，另一方面为各种网络应用提供服务。

在嵌入式系统中，TCP/IP协议族常称为TCP/IP协议栈。

由于TCP/IP体系结构为了将不同的网络接口进行互连，它的网络接口层并没有规定什么具体的内容。

分层的重要性

主机间发送信号传输比特0和1

计算机网络体系结构分层思想举例

网络拓扑如下所示

主机属于网络N1

Web服务器属于网络N2

N1和N2通过路由器互连

使用主机中的浏览器访问Web属性，输入网址后，主机会向Web服务器发送请求，Web服务器收到请求后，会发回相应的响应，主机的浏览器收到响应后，将其解析为具体的网页内容显示出来。

应用层将HTTP请求报文交付给运输层处理

运输层给HTTP请求报文添加一个TCP首部，使之成为TCP报文段。

该首部的作用主要是为了区分应用进程以及实现可靠传输

运输层将TCP报文段交付给网络层处理，网络层给TCP报文段添加一个IP首部，使之成为IP数据报

该首部作用：使IP数据报可以在互联网上传输，即被路由器转发。

网络层将IP数据报交付给数据链路层处理，数据链路层给IP数据报添加一个首部和一个尾部使之成为帧。

假设网络N1是以太网，以太网帧首部的格式如下

作用是为了让帧能够在一段链路上或一个网络上传输，能够被相应的目的主机接收.

以太网帧尾部的格式如下：

其作用是为了让目的主机检查所接受到的帧是否有误码

数据链路层将帧交付給物理层，物理层将帧看作是比特流

由于网络N1是以太网，所以物理层还会给该比特流前添加前导码

前导码内容如下

作用是为了让目的主机做好接收帧的准备

物理层将添加有前导码的比特流变换成相应的信号发送到传输媒体

信号通过传输媒体到达路由器

路由器的处理过程如下：

物理层将信号变换为比特流，去掉前导码后，将其交付给数据链路层，实际上交付的是帧，数据链路层将帧的首部和尾部去掉后，将其交付給网络层，实际交付的是IP数据报，网络层解析IP数据报的首部，从中提取出目的网络地址。

然后查找自身的路由表，确定转发端口，以便进行转发

网络层将IP数据报交付给数据链路层，数据链路层给IP数据报添加一个首部和一个尾部使之成为帧

数据链路层将帧交付給物理层，物理层将帧看作是比特流

由于网络N2是以太网，因此物理层还会给该比特流前添加前导码

物理层将添加有前导码的比特流变换成相应的信号发送到传输媒体

信号通过传输媒体到达Web服务器

以下为Web服务器的处理过程

物理层将信号变换为比特流

然后去掉其前导码后将其交付給数据链路层，这实际上交付的是帧

数据链路层将帧的首部和尾部去掉后，将其交付给网络层，这实际上交付的是IP 数据报；网络层将IP数据报的首部去掉后，将其交付給运输层，这实际上交付的是TCP报文段；运输层将TCP报文段的首部去掉后，将其交付給应用层，这实际上交付的是HTTP请求报文。应用层对HTTP请求报文进行解析，然后给主机发回HTTP响应报文，HTTP响应报文需要在Web服务器层层封装，然后通过物理层变换成相应的信号，再通过传输媒体传输到路由器，路由器转发该响应报文给主机，主机通过物理层将收到的信号转换为比特流，之后通过逐层解封，最终取出HTTP响应报文。