1.計算機網絡在信息時代的作用
21世紀是一個以網絡為核心的信息時代（“三網融合”）缠诅，它具有數字化傀缩、網絡化和信息化的特點饭宾。要實現信息化就必須依靠完善的網絡，因此網絡已經成為信息社會的命脈和發(fā)展知識經濟的重要基礎赚爵。
三大類網絡：
1.電信網絡：向用戶提供電話、電報及傳真等服務宴霸；
2.有線電視網絡：向用戶傳送各種電視節(jié)目囱晴；
3.計算機網絡：使用戶能夠在計算機之間傳送數據文件。
*這三種網絡在信息化過程中都起到很重要的作用瓢谢，但其中發(fā)展最快并起到核心作用的則是計算機網絡畸写。隨著技術的發(fā)展，電信網絡和有線電視網絡都逐漸融入了現代計算機網絡技術氓扛。
Internet（因特網枯芬，互聯(lián)網）是由數量極大的各種計算機網絡互連起來的。
互連網：僅在局部范圍連接起來的計算機網絡采郎；
互聯(lián)網：當今世界上最大的計算機網絡千所。
互聯(lián)網之所以能夠給用戶提供許多服務是因為它具有以下兩個特點：
| 連通性（connectivity） | 共享（sharing） |
|---|---|
| 1.使上網用戶之間都可以交換信息（數據，以及各種音頻視頻）蒜埋，好像這些用戶的計算機都可以彼此直接連通一樣淫痰。2.注意，互聯(lián)網具有虛擬的特點整份，無法準確知道對方是誰待错，也無法知道對方的位置。 | 1.指資源共享烈评；2.資源共享的含義是多方面的火俄。可以是信息共享讲冠、軟件共享瓜客，也可以是硬件共享。3.由于網絡的存在，這些資源好像就在用戶身邊一樣谱仪，方便使用玻熙。 |
互聯(lián)網+:指“互聯(lián)網+各個傳統(tǒng)行業(yè)”；利用信息通信技術以及互聯(lián)網平臺芽卿，讓互聯(lián)網與傳統(tǒng)行業(yè)進行深度融合揭芍，創(chuàng)造新的發(fā)展生態(tài)
特點：把互聯(lián)網的創(chuàng)新成果深度融合于經濟社會各領域之中，從而大大提高了實體經濟的創(chuàng)新力和生產力卸例。
互聯(lián)網的負面影響：
1.利用互聯(lián)網傳播計算機病毒称杨；
2.利用互聯(lián)網竊取國家機密和盜竊銀行或儲戶的錢財；
3.網上欺詐筷转；
4.在網上肆意散布謠言姑原、不良信息和播放不健康的視頻節(jié)目；
5.青少年棄學而沉溺于網絡游戲等
因此呜舒，必須加強對互聯(lián)網的管理
2.互聯(lián)網概述
2.1網絡的網絡（network of networks）
互聯(lián)網（Internet）起源于美國锭汛，現已發(fā)展成為世界上最大的、覆蓋全球的計算機網絡袭蝗；
計算機網絡（簡稱為網絡）由若干個結點（node）和連接這些結點的鏈路（link）組成唤殴；
互聯(lián)網（internetwork或Internet）可以通過路由器把網絡互連起來，這就構成了一個覆蓋范圍更大的計算機網絡到腥，稱之為互連網朵逝。
基本概念：網絡把許多計算機連接在一起；互連網則把許多互連網通過路由器連接在一起乡范；與網絡相連的計算機常稱為主機（主機可以是計算機配名，也可以是智能手機等智能機器）。
2.2互聯(lián)網基礎結構發(fā)展的三個階段
| 第一階段：是從單個網絡ARPANET向互連網發(fā)展的過程 | 第二階段：建成了三級結構的互聯(lián)網 | 第三階段：逐漸形成了多層次ISP結構的互聯(lián)網 |
|---|---|---|
| 1983年晋辆，TCP/IP協(xié)議成為ARPANET上的標準協(xié)議渠脉，使得所有使用TCP/IP協(xié)議的計算機都能利用互連網相互通信。人們把1983年作為互聯(lián)網的誕生時間瓶佳。1990年芋膘，ARPANET正式宣布關閉。 | 它是一個三級計算機網絡霸饲，分為主干網索赏、地區(qū)網和校園網（或企業(yè)網）。 | 出現了互聯(lián)網服務提供者ISP贴彼。任何機構和個人只要向某個ISP交納規(guī)定的費用，就可從該ISP獲取所需IP地址的使用權埃儿，并可通過該ISP接入到互聯(lián)網器仗。 |
互聯(lián)網服務提供者ISP:Internet Service Provider
互聯(lián)網交換點IXP:Internet eXchange Point
萬維網WWW:World Wide Web
*2.3互聯(lián)網的標準化工作
互聯(lián)網標準化工作對互聯(lián)網起到重要的作用：
互聯(lián)網協(xié)會 ISOC（Internet Society，W-ISOC)
互聯(lián)網體系結構委員會 IAB（Internet Architecture Board）
互聯(lián)網工程部 IETF（Internet Engineering Task Force）
工作組WG（Working Group）
互聯(lián)網工程小組 IESG（Internet Engineering Steering Group）
互聯(lián)網研究部 IRTF（Internet Research Task Force）
研究組 RG（Research Group）
互聯(lián)網研究指導小組 IRSG（Internet Research Steering Group）
請求評論 RFC（Request For Comments）
制定互聯(lián)網的正式標準要經過一下三個階段：
1.互聯(lián)網草案（Internet Draft）——互聯(lián)網草案的有效期只有六個月。這個階段還不能算是RFC文檔精钮。
2.建議標準（Proposed Standard）——從這個階段開始就成為RFC文檔威鹿。
3.互聯(lián)網標準（Internet Standard）——達到正式標準后，每個標準就分配到一個編號STD xx轨香。一個標準可以和多個RFC文檔關聯(lián)忽你。
3.互聯(lián)網的組成
從互聯(lián)網的工作方式上看，可以劃分為兩大塊：
邊緣部分：由所有連接在互聯(lián)網上的主機組成臂容。這部分是用戶直接使用的科雳，用來通信（傳送數據、音頻或視頻）和資源共享脓杉。
核心部分：由大量網絡和連接這些網絡的路由器組成糟秘，這部分是為邊緣部分提供服務的（提供連通性和交換）
3.1邊緣部分
處在互聯(lián)網邊緣的部分就是連接在互聯(lián)網上的所有的主機，這些主機又稱為端系統(tǒng)（end system）球散。
端系統(tǒng)在功能上可能有很大的差別尿赚，小的端系統(tǒng)可以是一臺普通的個人電腦，具有上網功能的智能手機蕉堰，也可以是一個很小的網絡攝像頭凌净。大的端系統(tǒng)可以是一臺非常昂貴的大象計算機。
“ 主機A和主機B進行通信 ”實際上是指：“ 運行在主機A上的某個程序和運行在主機B上的另一個程序進行通信屋讶。 ”即“ 主機A的某個進程和主機B上的另一個進程進行通信 ”簡稱為“ 計算機之間通信 ”冰寻。
端系統(tǒng)之間的通信方式有兩種：
| 客戶-服務器方式（C/S方式） | 對等方式（P2P方式） |
|---|---|
| 客戶（client）和服務器（server）都是指通信中所涉及的兩個應用程序〕笮觯客戶-服務器方式所描述的是進程之間服務和被服務的關系性雄。客戶是服務的請求方羹奉，服務器是服務的提供方秒旋。服務請求方和服務提供方都要使用網絡核心部分所提供的服務。 | 指兩個主機在通信時并不區(qū)分哪一個是請求服務方還是服務提供方诀拭。只要兩個主機都運行了對等連接軟件迁筛，它們就可以進行平等的、對等的連接通信耕挨。雙方都可以下載對方已經存儲在硬盤中的共享文檔细卧。 |
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3.2核心部分
網絡核心部分是互聯(lián)網中最復雜的部分。網絡核心部分要向網絡邊緣中的大量主機提供連通性筒占，使邊緣部分中的任何一個主機都能夠向其他主機通信贪庙。
在網絡核心部分起特殊作用的是路由器（router）
路由器是實現分組交換（packet switching）的關鍵構件，其任務是轉發(fā)收到的分組翰苫，這是網絡核心部分最重要的功能
電路交換止邮、報文交換这橙、分組交換的異同：
電路交換——整個報文的比特流連續(xù)地從源點直達終點，好像是在一個管道中傳送导披；
報文交換——整個報文先傳送到相鄰結點屈扎，全部存儲下來后查找轉發(fā)表，轉達到下一個結點撩匕；
分組交換——單個分組（這是整個報文的一部分）傳送到相鄰結點鹰晨，存儲下來后查找轉發(fā)表，轉發(fā)到下一個結點止毕。
*4.計算機網絡在我國地發(fā)展
-1980年模蜡，鐵道部開始進行計算機聯(lián)網實驗。
-1989年11月滓技，我國第一個公用分組交換網CNPAC建成運行哩牍。
-1994年4月20日，我國用64kbit/s專線正式連入互聯(lián)網令漂，我國被國際上正式承認為接入互聯(lián)網地國家膝昆。
-1994年5月，中國科學院高能物理研究所設立了我國第一個萬維網服務器叠必。
-1994年9月中國公用計算機互聯(lián)網CHINANET正式啟動荚孵。
我國目前規(guī)模最大地五個計算機網絡：
中國電信互聯(lián)網CHINANET
中國聯(lián)通互聯(lián)網UNINET
中國移動互聯(lián)網CMNET
中國教育和科研計算機網CERNET
中國科學技術網CSTNET
5.計算機網絡地類別
5.1計算機網絡的定義
計算機網絡的精確定義并未統(tǒng)一
計算機網絡主要是有一些通用的、可編程的硬件互連而成的纬朝。
（1）計算機網絡所連接的硬件收叶，并不限于一般的計算機，而是包括了智能手機共苛。
（2）計算機網絡并非專門用來傳送數據判没，而是能夠支持很多的應用（包括今后可能出現的各種應用）。
5.2幾種不同類別的計算機網絡
1.按照網絡的作用范圍進行分類
廣域網WAN（Wide Area Network）：作用范圍通常為幾十到幾千公里隅茎。
城域網MAN（Metropolitan Area Network）：作用距離約為5~50公里澄峰。
局域網LAN（Local Area Network）：局限在較小的范圍（如一公里左右）。
個人區(qū)域網PAN（Personal Area Network）：范圍很小辟犀，大約在10米左右俏竞。
2.按照網絡使用者進行分類
公用網（public network）
按規(guī)定繳納費用的人都可以使用的網絡。因此也可稱為公眾網堂竟。
專用網（private network）
為特殊業(yè)務工作的需要而建造的網絡魂毁。
3.用來把用戶接入到互聯(lián)網的網絡
接入網AN（Access Network），它又稱為本地接入網或居民接入網出嘹。接入網是一類比較特殊的計算機網絡席楚，用于將用戶接入計算機網絡。接入網本身既不屬于互聯(lián)網核心部分税稼，也不屬于互聯(lián)網的邊緣部分烦秩。
接入網是從某個用戶端系統(tǒng)到互聯(lián)網中的第一個路由器（也稱為邊緣路由器）之間的一種網絡
6.計算機網絡的性能
6.1計算機網絡的性能指標
1.速率
比特（bit）是計算機數據量的單位刁赦，也是信息論中使用的信息量的單位。比特來源于Binary digit闻镶，意思是一個“二進制數字”丸升，因此一個比特就是二進制數字中的1或0。
速率是計算機網絡中最重要的一個性能指標狡耻，指的是數據的傳送速率，它也稱為數據率或比特率岭皂。
速率的單位是bit/s或kbit/s\Mbit/s\Gbit/s等。
速率往往是指額定速率或標稱速率爷绘，非實際運行速率
2.帶寬
兩種不同意義：
”帶寬（bandwidth）“本來是指信號具有的頻帶寬度，其單位是赫（或千赫土至、兆赫、吉赫等）猾昆；
在計算機網絡中陶因，帶寬用來表示網絡中某通道傳送數據的能力。表示在單位時間內網絡中的某信道所能通過的”最高數據率“垂蜗。單位是bit/s楷扬。
3.吞吐量
表示在單位時間內通過某個網絡（或信道、接口）的數據量贴见。
吞吐量更經常地使用于對現實世界的網絡的一種測量烘苹。以便知道實際上到底有多少數據量能夠通過網絡。
吞吐量受網絡的帶寬或網絡的額定速率的限定
4.時延
之數據（一個報文蝇刀，甚至比特）從網絡（或鏈路）的一端傳送到另一端所需的時間螟加。
（1）發(fā)送時延
也稱傳輸時延；發(fā)送數據時吞琐，數據幀從結點進入到傳輸媒體所需要的時間捆探。
（2）傳播時延
電磁波在信道中需要一定的距離而花費的時間
（3）處理時延
主機或路由器在收到分組時，為處理分組所花費的時間站粟。
（4）排隊時延
分組在路由器輸入輸出隊列中排隊等待處理所經歷的時延黍图。
排隊時延的長短往往取決于網絡中當時的通信量
總時延 = 發(fā)送時延 + 傳播時延 + 處理時延 + 排隊時延
5.時延帶寬積
時延帶寬積 = 傳播時延 × 帶寬
6.往返時間RRT
表示從發(fā)送方發(fā)送數據開始，到發(fā)送方接收來自接收方的確認奴烙，總共經歷的時間助被。
7.利用率
分為信道利用率和網絡利用率**
信道利用率指出某信道有百分之幾的時間是被利用的（有數據通過）剖张。完全空閑的信道的利用率是零。
網絡利用率則是全網絡的信道利用率的加權平均值揩环。
當某信道的利用率增大時搔弄，該信道引起的時延也就迅速增加
6.2計算機網絡的非性能特性
1.費用
2.質量
3.標準化
4.可靠性
5.可擴展性和可升級性
6.易于管理和維護
7.計算機網絡的體系結構
7.1計算機網絡體系結構的形成
計算機網絡是一個非常復雜的系統(tǒng)，相互通信的兩個計算機系統(tǒng)必須高度協(xié)調工作才行丰滑，而這種”協(xié)調“是相當復雜的顾犹。
"分層"可將龐大而復雜的問題，轉化為若干較小的局部問題褒墨，而這些較小的局部問題就比較易于研究和處理炫刷。
7.2協(xié)議與劃分層次
計算機網絡中的數據交換必須遵守事先約定好的規(guī)則；這些規(guī)則明確規(guī)定了所交換的數據的格式以及有關的同步問題（同步含有時序的意思）郁妈。
網絡協(xié)議（network protocol），簡稱為協(xié)議噩咪，是為進行網絡中的數據交換而建立的規(guī)則剧腻、標準或約定。
網絡協(xié)議的三個組成要素：
語法：數據與控制信息的結構或格式
語義：需要發(fā)出何種控制信息灰伟，完成何種動作以及做出何種響應
同步：事件實現順序的詳細說明
協(xié)議劃分層次的好處與缺點：
好處：
-各層之間是獨立的儒旬。
-靈活性好
-結構上可分割開
-易于實現和維護
-能促進標準化工作
缺點：
-降低效率
-有些功能會在不同的層次中重復出現栈源，因此產生了額外開銷
各層完成的主要功能：
1.差錯控制；2.流量控制茶鹃；3.分段和重裝艰亮；4.復用和分用迄埃；5.連接建立和釋放。
7.3具有五層協(xié)議的體系結構
7.4實體蕉汪、協(xié)議、服務和服務訪問點
實體（entity）表示任何可發(fā)送或接收信息的硬件或軟件進程
協(xié)議是控制兩個對等實體進行通信的規(guī)則的集合福澡。（在協(xié)議的控制下驹马，兩個對等實體間的通信使得本層能夠向上一層提供服務）
協(xié)議和服務：
-協(xié)議的實現保證了能夠向上一層提供服務
-本層的服務用戶只能看見服務而無法看見下面的協(xié)議
-協(xié)議是“水平的”
-服務是“垂直的”
上層使用服務原語獲得下層所提供的服務
服務訪問點同一系統(tǒng)相鄰兩層的實體進行交互的地方，SAP（Service Access Point）
7.5TCP/IP的體系結構
參考文獻
| 書名 | 版本 | 作者 | 出版社 |
|---|---|---|---|
| 《計算機網絡》 | 第七版 | 謝希仁 | 電子工業(yè)出版社 |
