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1.计算机网络在信息时代的作用

• 数字化：计算机所处理的数据
• 信息化：电话、QQ、购物等
• 网络化：数字化和信息化都离不开网络，网络化分为三网：电信网、计算机网络、有线电视网络。计算机网络分为因特网、军网等其他网络。

互联网具有两个重要的基本特点：连通性和共享。

2. 因特网概述

计算机网络由若干结点和连接这些结点的链路组成。

• 网络：计算机通过交换机连接起来
• 互连网：网络与网络连接起来
• 因特网：全球最大的一个互连网

internet（互连网）是一个通用名词，它泛指由多个计算机网络互连而成的计算机网络。

Internet（互联网）则是一个专用名词，它指当前全球最大的、开放的、由众多网络相互连接而成的特定互连网，它采用 TCP/IP 协议族作为通信的规则，其前身是美国的 ARPANET。

因特网发展的三个阶段

• ARPANET 向互联网发展
• 三级结构的因特网：主干网、地区网、校园网
• 多层次的 ISP（运营商）结构的因特网

多层次的 ISP 结构的因特网

因特网的标准化由因特网协会 ISOC 制定，因特网体系结构研究委员会 IAB 由因特网研究部和因特网工程部组成。正式标准要经过三个阶段：互联网草案、建议标准、互联网标准。

3. 因特网的组成

互联网从工作方式上看，划分为两大类：

• 边缘部分：用户直接使用的。
• 核心部分：为边缘部分提供服务的。

3.1 主机之间的通信方式

• 客户服务器方式（Client/Server 方式）
• 对等方式（P2P）
  • 计算机既是客户机又是服务器，多用于快速下载

3.2 数据交换方式

• 电路交换
  • 多用于打电话
  • 分为三个步骤：建立连接、通话、释放连接
  • 特点：适合于数据量较大的实时性传输，如：核心路由器之间
• 分组交换
  • 用于计算机网络
  • 将数据分组直接发送，每段数据都有首部，即转发表，用于存储目标地址和源地址
  • 可进行互相转发，路由器也具有存储转发的功能
  • 优点：高效、灵活、迅速、可靠
  • 问题：时延、开销
• 报文交换
  • 相比分组交换较长
  • 缺点：时延较长

三种交换方式的比较

4. 计算机网络的类别

计算机网络最简单的定义：一些互相连接的、自治的计算机的集合

5. 计算机网络的性能

• 速率
  • 传输数据的速率
  • 单位为 b/s，Kb/s，Mb/s，Gb/s
• 带宽
  • 数字信道所能传输的最高数据率
  • 单位为 b/s，Kb/s，Mb/s，Gb/s
• 吞吐量
  • 单位时间内通过网络的数据量
  • 单位为 b/s，Kb/s，Mb/s，Gb/s
• 时延：数据从网络的一段传送到另一端所需的时间
  • 发送时延：主机发送数据帧所需的时间。发送时延 = 数据块长度（bit）/信道带宽（bit/s）
  • 传播时延：电磁波在信道传播一定的距离需要的时间。传播时延 = 信道长度（m）/信号的传播速率（m/s）
  • 处理时延
  • 排队时延
• 时延带宽积：传播时延*带宽
• 往返时间：从发送方到收到接收方确认
• 利用率
  • 信道利用率：有数据通过时间/（有 + 无）数据通过时间
  • 网络利用率：信道利用率加权平均值

6. 计算机网络的体系结构

体系结构分层带来哪些好处

• 各层之间是独立的
• 灵活性好
• 结构上可分隔开
• 易于实现和维护
• 能促进标准化工作
  • 差错控制
  • 流量控制
  • 分段和重装
  • 复用和分用
  • 连接建立和释放

ISO 七层模型：国际标准化组织

• 应用层：能够产生网络流量，能够和用户交互的应用程序
• 表示层：开发人员进行加密、压缩
• 会话层：服务和客户端建立的会话
• 传输层：可靠传输建立会话、不可靠传输、流量控制
• 网络层：IP 地址编址、选择最佳路径
• 数据链路层：输入如何封装、添加物理层地址、Mac
• 物理层：电压、接口标准

OSI/RM：互联网法律上的国际标准

TCP/IP：因特网事实上的国际标准

Network Protocols

网络体系结构：计算机网络各层及其协议的集合

网络排错：从底层到高层

6.1 网络安全和 OSI 参考模型

• 物理层安全
• 数据链路层安全
  • ADSL
  • 无线 AP 密码
• 网络层安全
• 应用层安全
  • SQL 注入漏洞
  • 上传漏洞

6.2 计算机网络的体系结构

6.3 开放系统信息交换的几个概念

• 实体：交换信息的硬件或软件进程
• 协议：控制两个对等实体通信的规则
• 服务：下层向上层提供服务，上层需要使用下层提供的服务来实现本层的功能
• 服务访问点：相邻两层实体间交换信息的地方

6.4 五层协议对应的数据单元

主机 1 向主机 2 发送数据