第1章-计算机网络基础

目录

1. 计算机网络与计算机

2. 计算机网络的定义和基本功能

2.1. 定义：计算机网络是一组自治计算机互连的集合

2.2. 基本功能

2.3. 计算机网络的演进

2.4. 广域网(Wide Area Network，WAN)

2.5. 网络的拓扑结构

2.6. 数据交换方式

2.7. 衡量计算机网络的性能指标

2.8. 网络标准化组织

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1. 计算机网络与计算机

        计算机网络的发展：

        1）1961~1972年：电话网；

        分组交换：存储+转发

        电路交换：建立连接 → 数据传输 → 释放连接

        2）1972~1980年：主机互连、网络互联、ARP Anet阿帕网；

        3）1980~1990年：网络的激增、连到因特网的主机数量达到10万台、DNS域名系统出现；

        4）1989~1991年：因特网爆炸

        eg：WEB(谷歌、Bing、亚马逊)、脸书、电子邮件、即时通信、MP3的对等文件共享

        什么是MP3的对等文件共享？

        通过点对点（P2P）文件共享网络，共享和下载MP3音频文件。而不必向唱片公司购买或下载MP3文件。

        5）21世纪：SDN等 

2. 计算机网络的定义和基本功能

2.1. 定义：计算机网络是一组自治计算机互连的集合

        1）计算机：是一个处理数据的机器。接受用户的数据输入，再通过事先编写的程序对数据进行处理，最后将处理结果输出给用户。

        2）自治计算机：是一种基于区块链技术的分布式计算模型，它具有自我管理、自治、去中心化等特点(适应不可预测的变化)。

        3）非自治计算机：由中央处理器（CPU）控制的计算机，其运行和控制都由中央处理器完成。特点：集中控制，无法独立完成任务。

2.2. 基本功能

        1）资源共享

        2）分布式处理与负载均衡

        3）综合信息服务：WEB(万维网)、FTP(文件传输)、SMTP(电子邮件)等；服务于生产和生活领域等

2.3. 计算机网络的演进

        1）主机互连(20世纪60年代)：公用电话网、电话线、Modem；

        2）局域网(20世纪70年代)：以太网令牌环；

        3）互联网(20世纪70年代后期)：Internet；

        4）因特网(20世纪80~90年代)：ISP(网络业务供应商)；

        设备数量

        2022年：网络设备285亿；2022年：世界人口80亿；

2.4. 广域网(Wide Area Network，WAN)

        1）定义：是一种较大规模的计算机网络，广泛覆盖地理区域较大的范围，可覆盖全球范围；

        2）特点：传输速率较低，传输延迟较大，可靠性差；

        3）例如：国际贸易/会议、远程分支文件分享（CIFS）

        4）传输介质：光纤

2.5. 网络的拓扑结构

        1）总线型

        优点：结构简单、成本低、安装使用方便

        缺点：单点故障、性能差

        2）环型：单环/双环

        优点：建网容易、实时控制

        缺点：单点故障、安全性差

        3）星型

        优点：可靠性高、易于扩充和删除、方便控制和管理

        缺点：单点故障、线缆多成本大、中央节点负载大

        4）树型

        优点：易于拓展、易于隔离故障

        缺点：单点故障

        5）网状：全网状/部分网状

        优点：安全可靠、不用竞争公用线路

        缺点：成本大、结构复杂、不易维护和管理

2.6. 数据交换方式

        1）电路交换

        定义：事先建立一条物理连接(或多路复用的逻辑通道)，然后在通信过程中一直占用该连接，直到通信结束后再释放该连接

        优点：传输延迟小、不会发生资源的冲突、信息的传输吞吐量大；

        缺点：网络资源利用率低、建立连接所需时间长；

        2）分组交换

        定义：将数据分成若干个数据包（分组），每个数据包独立传输，不需要建立物理连接；

        优点：灵活地利用网络资源；

        缺点：数据传输的速度相对较慢

2.7. 衡量计算机网络的性能指标

        1）带宽：指网络传输速率的上限，即网络中能够传输的最大数据量

        2）延迟：指数据从源端到目的端的传输所需要的时间

2.8. 网络标准化组织

        1）国际标准化组织(ISO)

        2）电子电器工程师协会(IEEE)

        3）美国国家标准局(ANSI)

        4）国际电信联盟(ITU)

        5）INTERNET架构委员会(IAB)