1. 因特网概述1.1. 网络、互联网、因特网网络由若干结点和连接这些结点的链路组成多个网络还可以有路由器连接起来,形成一个覆盖范围更广的网络(互联网),有歌更形象的说法,因特网是“网络的网络”因特网是世界上最大的互联网络1.2. 因特网发展的三个阶段因特网服务提供者ISP(Internet Service Provider)ISP作为因特网服务提供者,它从因特网管理机构申请了成块的IP地址,个人用户或者机构通过缴费形式,来从ISP获得IP地址,从而获取互联网通信资格国内的ISP主要就是三大运营商基于ISP三层结构的因特网这里需要注意的是,这张图只是一个示意图,因为随着互联网的发展,因特网的结构已经越来越复杂,很难简单地进行描述任何一个已经接入因特网的用户,都能够通过调制调解器、路由器,成为一个ISP1.3. 因特网的组成从功能上看因特网可以分成两部分:
边缘部分:由所有连接在因特网上的主机构成,这部分是用户直接使用,用来进行通信(传输数据、音频、视频)、资源共享核心部分:由大量网络和连接这些网络的路由器组成。这部分是为边缘部分提供服务的(提供连通性和交换)补充知识,路由器是实现分组交换的关键构件
2. 三种交换方式交换方式主要分为以下三种:
电路交换分组交换报文交换2.1. 电路交换首先我们先明确一个道理就是,想要让所有电话两两相连是不现实的,举一个例子,如果只有两台电话我们需要两根电话线,但是如果有五台电话我们就需要使用是跟电话线,那如果电话的数量继续增长……
所以直接使用线路连接电话,这显然是不现实的,于是人们发明了电话交换机:
也就是将电话连接到电话交换机上,然后根据需要动态地接通需要连接的两台电话机。
电话交换机接通电话线的方式成为电路交换从通信资源分配的情况来看,交换就是按照某种方式动态地分配传输线路的资源电路交换的三个步骤: 建立连接(分配通信资源)通话(一直占用通信资源)释放连接(归还通信资源)这种方式在原理上似乎可以解决问题,但是不难看出通过电路交换,线路的传输效率很低。
2.2. 分组交换什么是分组交换?我们通过下面这张图来解释一下:
假设H6需要向H2放松消息,通常我们将整条消息称作报文:
在发送数据之前,会将较长的报文划分成更小的等长数据段在每一个数据段前面加上必要的控制信息组成的首部后,就构成了一个分组,可以简称为包(首部也可称作包头)分组交换机接收到一个分组之后,先将分组暂时储存下来,检查其首部,按照其中的目的地址进行查表转发,通过找到的接口,将分组转发到下一个分组交换机最终到达主机H2,收到之后,去掉首部后,将个数据段还原出原始报文屏幕录制 2025-10-23 140126
从上面可以看出分组交换的过程中,
在H6时的发送顺序不一定等于H2的接受顺序不同分组可以走不同的路由最后我们总结一下这个过程中的几个角色,及其作用:
发送方:构造分组,发送分组路由器:缓存分组,转发分组接收方:接受分组,还原报文2.3. 报文交换与分组交换方式类似,报文交换方式的交换结点也是用储存转发的方式,但是区别在于,报文转发的结点并没有对数据进行分组,这也就要求交换结点需要较大的缓存空间。
报文交换的当时主要用于较早的电报通信网,在现在已经被更先进的分组交换替代。
2.4. 三种交换方式的对比电路交换:需要建立连接以及最后的释放连接。但是每一个结点之间是直通形式的,比特流可以直达终点报文交换:可以随时放松报文。在每一个结点都要进行存储转发。分组交换:在报文交换的基础上进行了数据分组,能够降低结点转发的时延,并且因为分组的步骤,有利于进行差错控制。最后我们总结一下优缺点:
电路交换:
报文交换:
分组交换:
3. 计算机网络的定义和分类3.1. 计算机网络的定义计算机网络精准定义并未统一计算机网络最简单的定义:一些相互连接的、自治的、计算机集合 互连:是指计算机能够通过有线、无线的方式进行数据通信自治:是指独立的计算机,有自己的硬件和软件,能够单独运行使用集合:是指至少有两台计算机现阶段,计算机网络的较好定义这里注意,互联网所连接的硬件并不仅指一般的计算机,还包括智能手环等一系列智能硬件。并且计算机网络也不一定专门用语传输数据,日后也可能有别的功能。
3.2. 计算机网络的分类这里用示意图介绍一下按照拓扑结构分类的计算机网络:
总线型网络:使用一根总线将计算机连接起来
优点(建网容易,增减结点简单,节省线路)缺点(重负载时通信效率不高,任意一结点出现故障,整个网络瘫痪)星型网络:将每个计算机都以单独的线路与中央设备相连
优点:方便网络的集中管理与控制缺点:成本较高,中央设备对故障敏感环状网络:将所有计算机网络接口连接成一个环(可以是单环也可以是双环,环中的信号是单向传输的)
网状型网络:
优点:可靠性高缺点:控制复杂,线路成本高4. 计算机网络常见性能指标这里有一个需要注意的点,就是数量的单位与速率单位的比较:
这个地方要注意,M、G、T在两个单位间的含义不同!!!