计算机网络技术概论。

第一节 计算机网络的起源与发展

产生背景:

            随着计算机的普及,人们越来越不满足孤立的计算机所进行的信息处理,而是希望位于不同空间的计算机及其附属设备能够连通起来,从而实现信息的传输和共享。

计算机网络的定义:

        从资源共享的角度来说,计算第一节 计算机网络的起源与发展(识记)

产生背景:

            随着计算机的普及,人们越来越不满足孤立的计算机所进行的信息处理,而是希望位于不同空间的计算机及其附属设备能够连通起来,从而实现信息的传输和共享。

计算机网络的定义:

        从资源共享的角度来说,计算机网络是以能够相互共享资源的方式互联起来的自治计算机系统的集合。

       

计算机网络的起源与发展:

        ①在20世纪中期,人们开始将计算机技术与通信技术相结合,形成了最初的计算机网络雏形-以单台计算机为中心的远程联机系统。

        ②真正意义上的计算机网络的出现是以美国ARPANET的建成为标志的。ARPANET采用分组交换技术,可以连接不同型号的计算机设备,实现数据信号的传输。

        ③从20世纪90年代开始,Internet开始成为计算机网络发展的主要形态。Internet是在ARPANET的基础上,将分布在世界各地的众多不同规模、不同类型的计算机网络连接起来而形成的大型互联网络,TCP/IP是其核心的框架协议。

       

ARPANET网络在计算机网络技术发展中的意义和作用:

        ①完成了对计算机网络的定义和分类方法的研究。

        ②提出了资源子网和通信子网的结构概念。

        ③提出并实现了分组交换技术。

        ④采用了层次结构的网络体系结构和研究方法。

        ⑤促进了TCP/IP模型的研究和应用。

        ⑥为Internet的形成和发展奠定了基础。

       

        第二节 计算机网络的分类(领会)

计算机网络是设计计算机和通信领域众多技术的复杂领域,因此有着多种不同的分类方式。

1、按照网络覆盖范围分类

        根据网络的覆盖范围可以分为:局域网、城域网、广域网和互联网。

        (1)局域网

                    局域网(Local Area Network,LAN)是指范围在几百米到几千米类的办公楼群或校园内的计算机等数据终端设备相互连接所构成的网络。

                        局域网之所以区别于其他网络,主要体现在以下3各方面:

                                • 网络所覆盖的物理范围

                                • 网络所使用的传输技术

                                • 网络的拓扑结构

                    局域网中最常使用的是共享信道,及所有的设备都连接在同一条传输线路上。传统局域网具有搞数据传输率(10Mbit/s或100Mbit/s)、低延迟和低误码率的特点。新型局域网的数据传输率可达到10Gbit/s甚至100Gbit/s。传统的局域网主要有总线结构和环形结构两种拓扑结构,新型的局域网普遍采用的是星型拓扑。

               

        (2)城域网

                城域网(Metropolitan Area Network,MAN)所采用的技术基本上与局域网相似,只是在规模上要大一些,一般工作范围是几十千米。城域网既可以覆盖相距不远的几栋办公楼,也可以覆盖一个城市。既可以是私人网,也可以是公用网。城域网既可以支持数据和语音传输,也可以与有线电视相连。城域网一般只包含一道两根电缆,以总线的形式存在,没有交换设备。

               

        (3)广域网

                广域网(Wide Area Network,WAN)通常跨接很大的物理范围,如一个或者几个国家。与局域网的共享方式不同,广域网采用交换技术,通过若干相互连接的交换点(称之为通信子网),将分布在各地的主机或局域网连接起来。担任交换点的设备通常是路由器或交换机。在这些节点上,能够根据据不同的协议要求实现数据的交换、路由、流量控制和拥塞控制各种管理功能。

               

        (4)互联网

                将世界各地的局域网和广域网通过一定的方式连接起来,使得海量的信息能在更广阔的范围内传播。最常见的形式是多个互联网通过广域网连接起来,而不同参加生产的网络产品,由于物理结构、协议和标准都各不相同,所以必须将这些不兼容的网络通过被称为网关(GateWay)的网络设备连接起来,并由网关完成相应的转化功能。

               

2、按传输介质分类

        计算机网络按照传输介质的类型可以分为有线网络和无线网络两种。

       

        有线网络主要包括:双绞线、同轴电缆和光纤,传统的局域网、城域网、广域网采用的都是有线网络方式。

                优点:信号导向性强、带宽通常比较宽,受外界干扰小,不易被监听或截获。

                缺点:布线成本高,通信受线路布局约束,不灵活方便。

       

        无线网络利用无线电磁波进行数据传输。

                优点:不受地点限制。可以随时随地进行通信。

                缺点:信号导向性弱查,在无线通信中容易受到干扰和衰落,纯属带宽比较小。

               

3、按照网络拓扑结构划分

        拓扑结构是网络中各个节点之间相互连接的几何形式。

        (1)总线型网络

                总线结构是早期网络普遍采用的一种方式,所有接入网络的数据终端均连接到一条通信线路上,同一时刻只能有两个网络结点进行通信。

                优点:节省通信线路、结构简单、价格便宜

                缺点:不能同时支持多个结点通信;一旦通信线路的一个地方出现故障,整个网络都不能正常进行。

               

        (2)环形网络

                将所有联网的数据终端连接到一个闭合的环形通信线路上。

                优点:一次通信在网络中传输的最大延迟是固定的,控制机制比较简单

                缺点:一旦网络中一个地方出现故障,整个网络就不能通信。

               

        (3)星型网络

                星型结构是以一台数据设备作为中心处理系统,其他的入网设备均与中心处理机通过通信线路相连,其他结点之间不能直接通信,必须通过中心处理机进行转发。

                优点:结构简单,局部的故障不会影响全网通信。

                缺点:对中心处理机的性能要求高,通信线路利用率低。

               

        (4)树形网络

                树形结构是星形结构的一种特例,它将原来用单独线路直接相连的网络结点通过多级处理机进行分成相连,每一层设置一个中心处理机,负责与它相连的入网设备的通信。

               

        (5)网状网络

                网状结构是指网络中的数据终端可以与其他设备根据需要任意相连,两个网络结点之间可以直接通信,也可以通过其他结点进行转接。

                优点:局部故障不会影响整个网络,可靠性强

                缺点:网络结构复杂,不容易进行网络管理和控制

               

4、按照网络的所有权划分

        计算机网络按照其所有权性质的不同,可以分为公用网和专用网。

       

5、按照在计算机网络系统中的逻辑功能划分

        从逻辑功能上,计算机网络可以分为两部分:通信子网和资源子网。

        通信子网:负责完成网络数据的传输、转发、交换和路由等通信任务,由通信控制处理机、通信线路和其他网络设备构成。

        资源子网:负责网络的数据处理业务,向网络中的用户提供各种网络资源和服务,由主机、终端、联网的外部设备、各种软件和信息资源构成。

       

6、按照网络的传输技术划分

        按照在网络中传输数据所采用的不同技术,计算机网络可以分为广播式网络和点对点式网络。

       

        广播式网络是指所有网络中的计算机共享一条公共的通信信道。任何一台计算机向网络中发出数据分组时,其他计算机都可以检测到这个分组。数据分组中携带有源地址和目的地址,检测到这个分组的计算机查看器目的地址是否与本地计算机地址相同,如果相同则接受这个分组,如果不相同就丢弃这个分组。

       

        点对点式网络是指网络中建立通信的两台计算机之间由一条物理信道相连接,数据分组由源点计算机直接或者经过转发到达目的计算机。基于TCP/IP的Internet属于点对点式网络。

       

        第三节 计算机网络的硬件和软件设备(领会)

        计算机网络要实现数据传输和资源共享,必须要有相应的设备来实现这个功能。

       

        根据设备的物理性质,计算机网络设备可以分为硬件设备和软件设备。

                硬件设备:计算机、服务器、交换机、路由器和通信介质等。

                软件设备:网络协议、网络操作系统、应用程序等。

       

        根据计算机网络中逻辑位置的不同,计算机网络设备可以分为终端设备和网络中间设备。

                终端设备:接入网络的台式机、服务器、笔记本、智能手机和打印机等属于终端设备,用于数据的输入/输出,时计算机网络中资源和服务的提供者。

                网络中间设备:交换机、路由器、通信线路,用于计算机网络中数据的传输、交换、路由和控制等功能,保证网络通信的准确和高效。

               

1、终端计算机

        终端计算机直接面向用户,是用户访问和使用计算机网络的界面。通常将主要从网络中获取信息和服务的终端计算机称为客户机,将主要提供信息和资源服务的终端计算机称为服务器。

2、交换机

        交换机(Switch)是某种交换式网络(入目前使用最为广泛的以太网)内部的一种核心装置,负责网络内部数据的调度和转发,从而实现有效的数据通信。

        交换机通过其所具有的若干物理接口与终端计算机相连,并且在交换机内部建立地址表,用于记录王磊终端计算机地址和其接口的对应位置。

3、路由器

        路由器(Router)是连接IP网络中不同类型的网络,为不同格式的数据分组选择合适的通信路径并转发的网络中间设备。这种为数据分组选择合适路径的性为称为路由(Routing),实现路由的方法称为路由算法。

        路由器与交换器的不同:

                交换机是实现某种网络内部数据的存储转发。

                路由器是在不同网络之间实现数据的路由和中转。

4、网络协议

        为网络中的数据通信而制定的规则、标准和约定称为网络协议(Network Protocol)

        网络协议三要素:

                · 语法:规定数据与控制信息的分组结构或格式

                · 语义:规定进行通信需要发出的控制信息、完成的操作动作和相应。

                · 同步:网络事件实现顺序的详细说明。

5、网络操作系统

        操作系统:计算机中若干程序模块的集合,用于统一管理和调度计算机软硬件资源了,协调计算机各个部件之间、用户与系统之间的关系,使用户能更加方便灵活的使用计算机,提高计算机系统的工作效率。

        网络操作系统:区别于单机操作系统,能够在网络环境下为用户和网络资源提供接口,实现对网络资源管理和控制的程序集合。

6、传输介质

        传输介质是计算机网络中连接各个网络结点的物理现如,是数据传输的通道。

       

第四节 计算机网络的性能指标(领会)

    要研究和使用计算机网络,首先要有一套评价网络运行好坏的性能指标体系,其中既包括定量的性能指标,也包括非定量的性能指标。

       

1.定量的性能指标

        (1)速率

                速率描述的是计算机网络中数字信息传递的快慢情况。计算机网络中的速率可以分为分发速率和传输速率,两者所代表的含义不一样。

                分发速率:指在终端或者网络中间节点,计算机设备每秒向网络中发送多少比特数据,其反应的主要是网络设备的性能。

                传输速率:指数据信号在传输线路上每秒能传播多少千米,其单位为千米每秒,其反应的主要是信号及信道的性能。

        (2)带宽

                对于模拟通信系统,带宽包括两个概念,即信道带宽和信号传输带宽。

                信道带宽是信道的固有特性,从数值上等于信道中所能通过模拟信号的最高频率和最低频率之间的差值;而信号传输带宽是某种通透性业务信号频率的最高峰年和最低分量之间的差值,单位都是赫兹(Hz)。

                在计算机网络中,网络的带宽通常是用来表示通信线路所能传送数据的能力,即单位时间内从网络中的某一个结点到另一点所能通过的最高数据量,单位为比特每秒(bit/s)。

        (3)端到端延迟

                端到端延迟简称端迟,表示一个数据分组从网络中的一个端点到另一个端点所花费的时间。

                端到端延迟是由多个不同的部分构成的:

                        ①发送延迟(终端或者网络中间节点发送数据分组的时间)

                        ②传播延迟(承载数据的电磁波信号在信道中传播所消耗的时间)

                        ③处理延迟(终端或者网络中间节点分析、处理数据分组所消耗的时间)

                        ④排队延迟(数据分组在经过网络中的路由器时,排队等待转发所需要的时间)

                端到端延迟直接反应了网络的性能,延迟越大,网络性能越差,反之则越好。

        (4)吞吐量

                吞吐量(Throughput)表示在单位时间内通过某个网络(或信道、接口)的数据量。吞吐量受带宽或网络的额定速率的限制。

               

2.非定量的性能指标

        (1)Qos

                Qos(Quality of Service,服务质量)是指一个网络能够利用各种基础技术,为指定的网络通信提供更好的服务能力,是网络自身预防拥塞和从拥塞中恢复的一种安全机制。

        (2)可靠性

                可靠性是指计算机网络能否尽可能长时间地稳定运行而不出故障或少出故障,在发生故障时能否及时恢复并且使所造成地损失尽可能小。

        (3)可扩展性

                网络是否能够方便、快捷地在象由基础上进行规模地扩充和技术地更新。

        (4)安全性

                指计算机是否具有抵御和防范各种风险和威胁的能力。

        (5)标准化

                计算机网络的软件和硬件是由不同厂商生产的,网络的类型也是多种多样。如果各种网络产品都能采用行业或者国际统一的标准,网络的互连实现起来非更加方便,也更容易继续升级和维护。

        (6)成本

                计算机网络在为用户提供优质服务的同时,还要尽可能地降低网络地成本。

               

        第五节 计算机网络的功能和应用(识记)

计算机网络地主要功能包括:

        • 实现数据通信

        • 提供资源共享

                -资源共享功能使得网络用户可以克服地理位置的差异性,共享网络中的计算机资源,以达到提高硬件和软件的利用率。

        • 提高计算机系统的可靠性

                -计算机网络可以将堕胎计算机联系起来,实现计算机之间的互相备份,一旦某台计算机发生故障,网络中的其他计算机可以代替他完成任务。

        • 进行分布式处理

                -一方面可以减轻价格昂贵的主处理器的负担,使主机和链路的成本降低;另一方面,分布处理也可以提高网络的可靠性。

        • 对分散对象提供集中控制与管理

       

        第六节 计算机网络的标准化组织

在计算机网络领域,主要的标准制定机构有以下几个:

        1、国际标准化组织(ISO)

                ISO在计算机网络领域制定的最著名的标准是开放系统互联参考模型OSI,它将网络分成7各层次,对每个层次需要完成的任务及层次之间如何衔接进行了详细的描述。

        2、国际电信联盟(ITU)

                ITU制定了X系列标准,如X。25协议等,曾经一直是公用数字网数据传输(即广域网)的国际标准。

        3、美国电子工业协会(EIA)

                EIA最著名的工作是在数据通信设备的物理接口和电器特性方面制定了一系列标准,如数字设备之间串行通信的接口标准RS-232.

        4、电气和电子工程师协会(IEEE)

                IEEE在计算机网络领域最大的成果是制定了局域网技术的一系列标准,称为IEEE802系列标准。

               

               

课后习题

1、请从资源共享的角度给出计算机网络的定义。

        计算机网络是以能够相互共享资源的方式互连起来的自治计算机系统的集合。

2、ARPANET对推动计算机网络理论和技术发展的重要作用体现在哪些方面?

        • 完成了对计算机网络的定义和分类方法的研究

        • 提出了资源子网和通信子网的结构概念

        • 提出并实现了分组交换技术

        • 采用了层次结构的网络体系和研究方法

        • 促进了TCP/IP模型的研究和应用

        • 为Internet的形成

3、简述有线网络的优缺点

        优点:信号导向性强,带宽通常比较宽,受外界干扰小,不易被监听和截获。

        缺点:布线成本高,通信受线路布局制约,不灵活方便。

4、以一台数据设备作为中心处理系统,其他入网设备均与中心处理机制通过通信线路相连,其他结点之间不能直接通信,必须通过中心处理机制进行转发是哪种网络拓扑结构的特点?

        星形网络

5、简述通信子网的功能

        通信子网负责完成网络数据的传输、转发、交换和路由等通信功能。

        资源子网负责网络的数据处理业务,像网络中的用户提供给各种资源和服务。机网络是以能够相互共享资源的方式互联起来的自治计算机系统的集合。

       

计算机网络的起源与发展:

        ①在20世纪中期,人们开始将计算机技术与通信技术相结合,形成了最初的计算机网络雏形-以单台计算机为中心的远程联机系统。

        ②真正意义上的计算机网络的出现是以美国ARPANET的建成为标志的。ARPANET采用分组交换技术,可以连接不同型号的计算机设备,实现数据信号的传输。

        ③从20世纪90年代开始,Internet开始成为计算机网络发展的主要形态。Internet是在ARPANET的基础上,将分布在世界各地的众多不同规模、不同类型的计算机网络连接起来而形成的大型互联网络,TCP/IP是其核心的框架协议。

       

ARPANET网络在计算机网络技术发展中的意义和作用:

        ①完成了对计算机网络的定义和分类方法的研究。

        ②提出了资源子网和通信子网的结构概念。

        ③提出并实现了分组交换技术。

        ④采用了层次结构的网络体系结构和研究方法。

        ⑤促进了TCP/IP模型的研究和应用。

        ⑥为Internet的形成和发展奠定了基础。

       

        第二节 计算机网络的分类(领会)

计算机网络是设计计算机和通信领域众多技术的复杂领域,因此有着多种不同的分类方式。

1、按照网络覆盖范围分类

        根据网络的覆盖范围可以分为:局域网、城域网、广域网和互联网。

        (1)局域网

                    局域网(Local Area Network,LAN)是指范围在几百米到几千米类的办公楼群或校园内的计算机等数据终端设备相互连接所构成的网络。

                        局域网之所以区别于其他网络,主要体现在以下3各方面:

                                • 网络所覆盖的物理范围

                                • 网络所使用的传输技术

                                • 网络的拓扑结构

                    局域网中最常使用的是共享信道,及所有的设备都连接在同一条传输线路上。传统局域网具有搞数据传输率(10Mbit/s或100Mbit/s)、低延迟和低误码率的特点。新型局域网的数据传输率可达到10Gbit/s甚至100Gbit/s。传统的局域网主要有总线结构和环形结构两种拓扑结构,新型的局域网普遍采用的是星型拓扑。

               

        (2)城域网

                城域网(Metropolitan Area Network,MAN)所采用的技术基本上与局域网相似,只是在规模上要大一些,一般工作范围是几十千米。城域网既可以覆盖相距不远的几栋办公楼,也可以覆盖一个城市。既可以是私人网,也可以是公用网。城域网既可以支持数据和语音传输,也可以与有线电视相连。城域网一般只包含一道两根电缆,以总线的形式存在,没有交换设备。

               

        (3)广域网

                广域网(Wide Area Network,WAN)通常跨接很大的物理范围,如一个或者几个国家。与局域网的共享方式不同,广域网采用交换技术,通过若干相互连接的交换点(称之为通信子网),将分布在各地的主机或局域网连接起来。担任交换点的设备通常是路由器或交换机。在这些节点上,能够根据据不同的协议要求实现数据的交换、路由、流量控制和拥塞控制各种管理功能。

               

        (4)互联网

                将世界各地的局域网和广域网通过一定的方式连接起来,使得海量的信息能在更广阔的范围内传播。最常见的形式是多个互联网通过广域网连接起来,而不同参加生产的网络产品,由于物理结构、协议和标准都各不相同,所以必须将这些不兼容的网络通过被称为网关(GateWay)的网络设备连接起来,并由网关完成相应的转化功能。

               

2、按传输介质分类

        计算机网络按照传输介质的类型可以分为有线网络和无线网络两种。

       

        有线网络主要包括:双绞线、同轴电缆和光纤,传统的局域网、城域网、广域网采用的都是有线网络方式。

                优点:信号导向性强、带宽通常比较宽,受外界干扰小,不易被监听或截获。

                缺点:布线成本高,通信受线路布局约束,不灵活方便。

       

        无线网络利用无线电磁波进行数据传输。

                优点:不受地点限制。可以随时随地进行通信。

                缺点:信号导向性弱查,在无线通信中容易受到干扰和衰落,纯属带宽比较小。

               

3、按照网络拓扑结构划分

        拓扑结构是网络中各个节点之间相互连接的几何形式。

        (1)总线型网络

                总线结构是早期网络普遍采用的一种方式,所有接入网络的数据终端均连接到一条通信线路上,同一时刻只能有两个网络结点进行通信。

                优点:节省通信线路、结构简单、价格便宜

                缺点:不能同时支持多个结点通信;一旦通信线路的一个地方出现故障,整个网络都不能正常进行。

               

        (2)环形网络

                将所有联网的数据终端连接到一个闭合的环形通信线路上。

                优点:一次通信在网络中传输的最大延迟是固定的,控制机制比较简单

                缺点:一旦网络中一个地方出现故障,整个网络就不能通信。

               

        (3)星型网络

                星型结构是以一台数据设备作为中心处理系统,其他的入网设备均与中心处理机通过通信线路相连,其他结点之间不能直接通信,必须通过中心处理机进行转发。

                优点:结构简单,局部的故障不会影响全网通信。

                缺点:对中心处理机的性能要求高,通信线路利用率低。

               

        (4)树形网络

                树形结构是星形结构的一种特例,它将原来用单独线路直接相连的网络结点通过多级处理机进行分成相连,每一层设置一个中心处理机,负责与它相连的入网设备的通信。

               

        (5)网状网络

                网状结构是指网络中的数据终端可以与其他设备根据需要任意相连,两个网络结点之间可以直接通信,也可以通过其他结点进行转接。

                优点:局部故障不会影响整个网络,可靠性强

                缺点:网络结构复杂,不容易进行网络管理和控制

               

4、按照网络的所有权划分

        计算机网络按照其所有权性质的不同,可以分为公用网和专用网。

       

5、按照在计算机网络系统中的逻辑功能划分

        从逻辑功能上,计算机网络可以分为两部分:通信子网和资源子网。

        通信子网:负责完成网络数据的传输、转发、交换和路由等通信任务,由通信控制处理机、通信线路和其他网络设备构成。

        资源子网:负责网络的数据处理业务,向网络中的用户提供各种网络资源和服务,由主机、终端、联网的外部设备、各种软件和信息资源构成。

       

6、按照网络的传输技术划分

        按照在网络中传输数据所采用的不同技术,计算机网络可以分为广播式网络和点对点式网络。

       

        广播式网络是指所有网络中的计算机共享一条公共的通信信道。任何一台计算机向网络中发出数据分组时,其他计算机都可以检测到这个分组。数据分组中携带有源地址和目的地址,检测到这个分组的计算机查看器目的地址是否与本地计算机地址相同,如果相同则接受这个分组,如果不相同就丢弃这个分组。

       

        点对点式网络是指网络中建立通信的两台计算机之间由一条物理信道相连接,数据分组由源点计算机直接或者经过转发到达目的计算机。基于TCP/IP的Internet属于点对点式网络。

       

        第三节 计算机网络的硬件和软件设备(领会)

        计算机网络要实现数据传输和资源共享,必须要有相应的设备来实现这个功能。

       

        根据设备的物理性质,计算机网络设备可以分为硬件设备和软件设备。

                硬件设备:计算机、服务器、交换机、路由器和通信介质等。

                软件设备:网络协议、网络操作系统、应用程序等。

       

        根据计算机网络中逻辑位置的不同,计算机网络设备可以分为终端设备和网络中间设备。

                终端设备:接入网络的台式机、服务器、笔记本、智能手机和打印机等属于终端设备,用于数据的输入/输出,时计算机网络中资源和服务的提供者。

                网络中间设备:交换机、路由器、通信线路,用于计算机网络中数据的传输、交换、路由和控制等功能,保证网络通信的准确和高效。

               

1、终端计算机

        终端计算机直接面向用户,是用户访问和使用计算机网络的界面。通常将主要从网络中获取信息和服务的终端计算机称为客户机,将主要提供信息和资源服务的终端计算机称为服务器。

2、交换机

        交换机(Switch)是某种交换式网络(入目前使用最为广泛的以太网)内部的一种核心装置,负责网络内部数据的调度和转发,从而实现有效的数据通信。

        交换机通过其所具有的若干物理接口与终端计算机相连,并且在交换机内部建立地址表,用于记录王磊终端计算机地址和其接口的对应位置。

3、路由器

        路由器(Router)是连接IP网络中不同类型的网络,为不同格式的数据分组选择合适的通信路径并转发的网络中间设备。这种为数据分组选择合适路径的性为称为路由(Routing),实现路由的方法称为路由算法。

        路由器与交换器的不同:

                交换机是实现某种网络内部数据的存储转发。

                路由器是在不同网络之间实现数据的路由和中转。

4、网络协议

        为网络中的数据通信而制定的规则、标准和约定称为网络协议(Network Protocol)

        网络协议三要素:

                · 语法:规定数据与控制信息的分组结构或格式

                · 语义:规定进行通信需要发出的控制信息、完成的操作动作和相应。

                · 同步:网络事件实现顺序的详细说明。

5、网络操作系统

        操作系统:计算机中若干程序模块的集合,用于统一管理和调度计算机软硬件资源了,协调计算机各个部件之间、用户与系统之间的关系,使用户能更加方便灵活的使用计算机,提高计算机系统的工作效率。

        网络操作系统:区别于单机操作系统,能够在网络环境下为用户和网络资源提供接口,实现对网络资源管理和控制的程序集合。

6、传输介质

        传输介质是计算机网络中连接各个网络结点的物理现如,是数据传输的通道。

       

第四节 计算机网络的性能指标(领会)

    要研究和使用计算机网络,首先要有一套评价网络运行好坏的性能指标体系,其中既包括定量的性能指标,也包括非定量的性能指标。

       

1.定量的性能指标

        (1)速率

                速率描述的是计算机网络中数字信息传递的快慢情况。计算机网络中的速率可以分为分发速率和传输速率,两者所代表的含义不一样。

                分发速率:指在终端或者网络中间节点,计算机设备每秒向网络中发送多少比特数据,其反应的主要是网络设备的性能。

                传输速率:指数据信号在传输线路上每秒能传播多少千米,其单位为千米每秒,其反应的主要是信号及信道的性能。

        (2)带宽

                对于模拟通信系统,带宽包括两个概念,即信道带宽和信号传输带宽。

                信道带宽是信道的固有特性,从数值上等于信道中所能通过模拟信号的最高频率和最低频率之间的差值;而信号传输带宽是某种通透性业务信号频率的最高峰年和最低分量之间的差值,单位都是赫兹(Hz)。

                在计算机网络中,网络的带宽通常是用来表示通信线路所能传送数据的能力,即单位时间内从网络中的某一个结点到另一点所能通过的最高数据量,单位为比特每秒(bit/s)。

        (3)端到端延迟

                端到端延迟简称端迟,表示一个数据分组从网络中的一个端点到另一个端点所花费的时间。

                端到端延迟是由多个不同的部分构成的:

                        ①发送延迟(终端或者网络中间节点发送数据分组的时间)

                        ②传播延迟(承载数据的电磁波信号在信道中传播所消耗的时间)

                        ③处理延迟(终端或者网络中间节点分析、处理数据分组所消耗的时间)

                        ④排队延迟(数据分组在经过网络中的路由器时,排队等待转发所需要的时间)

                端到端延迟直接反应了网络的性能,延迟越大,网络性能越差,反之则越好。

        (4)吞吐量

                吞吐量(Throughput)表示在单位时间内通过某个网络(或信道、接口)的数据量。吞吐量受带宽或网络的额定速率的限制。

               

2.非定量的性能指标

        (1)Qos

                Qos(Quality of Service,服务质量)是指一个网络能够利用各种基础技术,为指定的网络通信提供更好的服务能力,是网络自身预防拥塞和从拥塞中恢复的一种安全机制。

        (2)可靠性

                可靠性是指计算机网络能否尽可能长时间地稳定运行而不出故障或少出故障,在发生故障时能否及时恢复并且使所造成地损失尽可能小。

        (3)可扩展性

                网络是否能够方便、快捷地在象由基础上进行规模地扩充和技术地更新。

        (4)安全性

                指计算机是否具有抵御和防范各种风险和威胁的能力。

        (5)标准化

                计算机网络的软件和硬件是由不同厂商生产的,网络的类型也是多种多样。如果各种网络产品都能采用行业或者国际统一的标准,网络的互连实现起来非更加方便,也更容易继续升级和维护。

        (6)成本

                计算机网络在为用户提供优质服务的同时,还要尽可能地降低网络地成本。

               

        第五节 计算机网络的功能和应用(识记)

计算机网络地主要功能包括:

        • 实现数据通信

        • 提供资源共享

                -资源共享功能使得网络用户可以克服地理位置的差异性,共享网络中的计算机资源,以达到提高硬件和软件的利用率。

        • 提高计算机系统的可靠性

                -计算机网络可以将堕胎计算机联系起来,实现计算机之间的互相备份,一旦某台计算机发生故障,网络中的其他计算机可以代替他完成任务。

        • 进行分布式处理

                -一方面可以减轻价格昂贵的主处理器的负担,使主机和链路的成本降低;另一方面,分布处理也可以提高网络的可靠性。

        • 对分散对象提供集中控制与管理

       

        第六节 计算机网络的标准化组织

在计算机网络领域,主要的标准制定机构有以下几个:

        1、国际标准化组织(ISO)

                ISO在计算机网络领域制定的最著名的标准是开放系统互联参考模型OSI,它将网络分成7各层次,对每个层次需要完成的任务及层次之间如何衔接进行了详细的描述。

        2、国际电信联盟(ITU)

                ITU制定了X系列标准,如X。25协议等,曾经一直是公用数字网数据传输(即广域网)的国际标准。

        3、美国电子工业协会(EIA)

                EIA最著名的工作是在数据通信设备的物理接口和电器特性方面制定了一系列标准,如数字设备之间串行通信的接口标准RS-232.

        4、电气和电子工程师协会(IEEE)

                IEEE在计算机网络领域最大的成果是制定了局域网技术的一系列标准,称为IEEE802系列标准。

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