《计算机 络》第一章：基础知识Part I

一.计算机 络在信息时代的作用

1.21 世纪的一些重要特征就是数字化、 络化和信息化，它是一个以 络为核心的信息时代。
2. 络现已成为信息 会的命脉和发展知识经济的重要基础。
3.这里的 络是指“三 ”，即电信 络、有线电视 络和计算机 络。
4.发展最快的并起到核心作用的是计算机 络。

二.计算机 络与因特

2.1什么是计算机 络/h2>计算机 络是用通信线路将分散在不同地点并具有独立功能的多台计算机互相连接，按照 络协议进行数据通信，实现资源共享的信息系统。(出发点： 络协议)

2.2计算机 络向用户提供的最重要的功能

2.2.1.连通性——计算机 络使上 用户之间都可以交换信息，好像这些用户的计算机都可以彼此直接连通一样。
2.2.2.共享——即资源共享。可以是信息共享、软件共享，也可以是硬件共享。

2.3. 络与因特

2.3.1. 络(network)由若干结点(node)和连接这些结点的链路(link)组成。
2.3.2.互联 (Internet)是“ 络的 络”(network of networks)。
2.3.3.连接在因特 上的计算机都称为主机(host)。
2.3.4.起源于美国的因特 现已发展成为世界上最大的国际性计算机互联

三.计算机 络的发展历史

3.1 50年代初，批处理方式——计算机与通信没有任何联系。

1946年，世界上第一台计算机问世。在此后的10年里，计算机与远程通信并没有什么关系，当时的用户必须在计算机房里使用计算机进行科学计算。

3.2 50年代后期，具有通信功能的单机系统——以主机为中心

优点：减轻了远程用户来往路途上的时间；
缺点：
1：主机负荷过重；既要数据处理，又要完成通信控制。
2：线路的利用率比较低，特别是在终端速率比较低时更严重。

3.4 1970年代的计算机 络

分组交换 ：各国的电信部门建设运行
各种专用的 络体系结构
Internet 的前身ARPANET进行实验运行
——美国国防部高级研究计划局研制ARPANET
#新要求：计算机系统之间的通信
1. 提出并实现了分组交换(包交换)的数据交换形式；
2. 采用层次化的 络体系结构模型；
3. 提出了通信子 和资源子 两级子 概念等；

6.2 因特 的边缘部分

（1）处在因特 边缘的部分就是连接在因特 上的所有的主机。这些主机又称为端系统(end system)。
（2）“主机A 和主机B 进行通信”，实际上是指：“运行在主机A 上的某个程序和运行在主机B 上的另一个程序进行通信”。
（3）即“主机A 的某个进程和主机B 上的另一个进程进行通信”。或简称为“计算机之间通信”

6.3 两种通信方式

在 络边缘的端系统中运行的程序之间的通信方式通常可划分为两大类：客户服务器方式（C/S 方式）、对等方式（P2P 方式）
6.3.1 客户服务器方式（C/S 方式）即Client/Server方式
客户(client)和服务器(server)都是指通信中所涉及的两个应用进程。
客户服务器方式所描述的是进程之间服务和被服务的关系。
客户是服务的请求方，服务器是服务的提供方。
例：客户A 向服务器B 发出请求服务，而服务器B 向客户A 提供服务。

6.3 因特 的核心部分

1. 络核心部分是因特 中最复杂的部分。
2. 络中的核心部分要向 络边缘中的大量主机提供连通性，使边缘部分中的任何一个主机都能够向其他主机通信（即传送或接收各种形式的数据）。
3.在 络核心部分起特殊作用的是路由器(router)。
4.路由器是实现分组交换(packet switching)的关键构件，其任务是转发收到的分组，这是 络核心部分最重要的功能。
6.3.1 路由器的重要任务
路由器是实现分组交换(packet switching)的关键构件，其任务是转发收到的分组，这是 络核心部分最重要的功能。
1.电路交换的主要特点
两部电话机只需要用一对电线就能够互相连接起来。

6.4 路由器

在路由器中的输入和输出端口之间没有直接连线。
1.路由器处理分组的过程是：
–把收到的分组先放入缓存（暂时存储）；
–查找转发表，找出到某个目的地址应从哪个端口转发；
–把分组送到适当的端口转发出去。
2.主机和路由器的作用不同
主机是为用户进行信息处理的，并向 络发送分组，从 络接收分组。
路由器对分组进行存储转发，最后把分组交付目的主机。
3.分组交换的优点
高效动态分配传输带宽，对通信链路是逐段占用。
灵活以分组为传送单位和查找路由。
迅速不必先建立连接就能向其他主机发送分组。
可靠保证可靠性的 络协议；分布式的路由选择协议使 络有很好的生存性。
4.分组交换带来的问题
分组在各结点存储转发时需要排队，这就会造成一定的时延。
分组必须携带的首部（里面有必不可少的控制信息）也造成了一定的开销。
#存储转发原理并非完全新的概念
在20 世纪40 年代，电 通信也采用了基于存储转发原理的 文交换(message switching)。
文交换的时延较长，从几分钟到几小时不等。现在 文交换已经很少有人使用了。
5.三种交换的比较

八.计算机 络的性能

8.1 速率

8.2 带宽

“带宽”(bandwidth)本来是指信 具有的频带宽度，单位是赫（或千赫、兆赫、吉赫等）。
现在“带宽”是数字信道所能传送数据的能力，即“最高数据率”，单位是“比特每秒”，或b/s (bit/s)。
更常用的带宽单位是
–千比每秒，即kb/s （210=1024 b/s）
–兆比每秒，即Mb/s（220b/s）
–吉比每秒，即Gb/s（230b/s）
–太比每秒，即Tb/s（240b/s）

8.3 数字信 流随时间的变化

在时间轴上信 的宽度随带宽的增大而变窄

8.6 时延带宽积

链路的时延带宽积又称为以比特为单位的链路长度。