第一章 计算机网络概述
第一章 计算机网络概述
1.计算机网络基本概念与网络结构
识记
计算机网络的概念
互联的、自治的计算机的集合
网络协议的概念
网络通信实体之间在数据交换过程中需要遵循的规则或约定
计算机网络的分类
个域网
局域网
城域网
广域网
计算机网络的结构
按拓扑结构分类
星型拓扑结构
优点
易于监控与管理，故障诊断与隔离容易
缺点
*节点是网络的瓶颈，一旦故障，全网瘫痪，网络规模受限于*节点的端口数量
总线型拓扑结构
优点
结构简单，所需电缆数量少，易于扩展
缺点
通信范围受限，故障诊断与隔离较困难，容易产生冲突
环形拓扑结构
优点
电缆长度短，可以使用光纤，易于避免冲突
缺点
某节点的故障容易引起全网瘫痪，新节点的加入或者撤出过程比较麻烦
网状拓扑结构
优点
网络可靠性高，一条或多条链路故障时，网络仍然可联通，多用于广域网、核心网络
缺点
网络结构复杂，造价成本高，选路协议复杂
树形拓扑结构
优点
易于扩展，故障隔离容易
缺点
根节点的可靠性要求高，一旦根节点故障，则可能导致网络大范围无法通信
混合型拓扑结构
优点
易于扩展
缺点
网络结构复杂，管理与维护复杂
按交换方式分类
电路交换网络
报文交换网络
分组交换网络
按网络用户属性分类
公用网
私有网
网络边缘
连接到网络上的计算机、服务器、智能手机、智能传感器、智能家电终端等位于网络的最边缘
接入网
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
由通信链路互连的分组交换网络设备构成的网络，作用是实现网络边缘中主机之间的数据中继与转发
领会
计算机网络的功能或作用
硬件资源共享
软件资源共享
信息资源共享
协议三要素
三要素
语法
实体之间交换信息的格式与结构
语义
实体之间交换的信息的具体含义
时序
实体之间交换信息的顺序以及如何匹配或适应彼此的速度
2.数据交换技术与计算机网络性能指标
识记
数据交换基本概念
在大规模网络核心上进行数据传输的技术基础
领会
电路交换
原理
首先需要通过中间交换节点为两台主机之间建立一条专用的通信线路，称为电路，然后再利用该电路进行通信，通信结束后再拆除电路
特点
优点
实时性高，时延和时延抖动都较小
缺点
对于突发性数据传输，信道利用率低，且传输速率单一。适用于语音和视频这类实时性较强的业务
报文交换
原理
以报文为单位在交换网络的各节点之间以存储-转发的方式传送
特点
事先不需要建立连接，只有当报文被转发时才占用相应的信道，报文交换网络中交换节点需要缓冲存储，报文需要排队，因此会导致报文经过网络的延迟时间变成并且不固定
分组交换
原理
是报文交换的一种改进，它将一个完整报文拆分成若干个分组，每个分组的长度有一个上限
特点
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
计算机网络的主要性能指标
带宽
信号具有的频带宽度，信号成分的最高频率与最低频率之差，单位为Hz（赫兹）
速率
网络单位时间内传送的数据量，也称为数据传输速率或数据速率，单位是bit/s（位每秒）
时延
数据从网络中的一个节点到达另一节点所需要的时间
丢包率
用于评价和衡量网络性能的指标，在很大程度上可以反映网络的拥塞程度
吞吐量
单位时间内源主机通过网络向目的主机实际送达的数据量，单位为bit/s或B/S（字节每秒），用于度量网络的实际数据传送能力
时延带宽积
传播时延与链路带宽的乘积，记为G
分组交换网络的时延
节点处理时延
排队时延
传输时延
传播时延
应用
报文交换与分组交换网络的传输时延、传播时延的计算
dt为传输时延 dt = L（分组长度（bit）） / R （链路带宽（bit/s））
dp为传播时延 dp = D(物理链路长度（m）)/V(信号传播速度V（m/s）)
分组交换网络的吞吐量的计算
Thr = min(R1,R2,……，Ri, ……， RN-1， R)
分组交换网络的时延带宽积的计算
G = dp * R
分组交换网络丢包率的计算
η = N1/Ns = (Ns - Nr) / Ns ，Ns为发送分组总数；Nr为接收分组总数；N1位丢失分组总数
3.计算机网络体系结构与参考模型
识记
计算机网络分层体系结构的基本概念
OSI（七层）
物理层
数据链路层
网络层
传输层
会话层
表示层
应用层
TCP/IP（五层）
物理层
数据链路层
网络层
传输层
应用层
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