（网工复习考完删）第四章计算机网络基础-526互联

1.网络应用的用户类型和目标

1.1商业

公司内部共享物理与信息资源，打破地理位置的束缚
通信媒介
电子商务

1.2个人与家庭服务

访问远程信息
个人通信
娱乐
电子商务

1.3移动用户

移动办公
军事网络
城市管理
自动售货机
位置服务
增强现实

2.网络的发展阶段

第一阶段：面向终端的第一代计算机网络（195X）
第二阶段：以分组交换网为中心的第二代计算机网络（APPANET，1968）
第三阶段：体系结构（197X）标准化（198X）的第三代计算机网络（OSI/RM）
第四阶段：以网络互连为核心的第四代计算机网络（Internet，199X）

3.计算机网络的定义

计算机网络：将地理位置不同，具有独立功能的多个计算机系统通过通信设备和线路连接起来，以功能完善的网络软件（即网络的通信协议、信息交换方式及网络操作系统等）实现网络中计算机之间的数据通信和资源共享的系统

硬件：资源子网（计算机系统）、通信子网（数据通信系统）
软件：网络操作系统、计算机网络的通信协议

万维网不是一个计算机网络，万维网是一个运行在因特网上的引用；因特网是一个计算机网络

4.计算机硬件和软件的组成

4.1网络硬件

4.1.1服务器

计算机网络和核心
服务提供者

4.1.2工作站

网络上的个人计算机
坐享其成者

4.1.3网络接口卡

简称网卡，又称为网络接口适配器
计算机的哨卡
有唯一的网络节点地址，是厂家生存时写入ROM中的，称作MAC地址（物理地址），保证不会重复
工作指示灯：红灯亮时表示正在发送或接受数据，绿灯亮表示网络连接正常

4.1.4通信介质（有线）

4.1.4.1双绞线

信号的马路
通信距离不超过100m
连接器为RJ-45
每个信道使用两根线一根接受一根发送，缠绕在一起防止干扰

4.1.4.2同轴电缆

比双绞线屏蔽性更好，具有更高的带宽和很好的抗噪特性
现常用于有线电视网和城域网

4.1.4.3光缆

4.1.4.4磁介质

4.1.5终结匹配器与BNC接头

4.1.6集线器HUB

在双绞线系统中是连接各计算机和智能外部设备的设备

4.1.7中继器

连接相同拓扑结构的局域网
信息的加油站

5.1.8网桥和交换机

连接不同网络拓扑结构的网段

5.1.9路由器

用于拓扑结构复杂的网络互联
即可用于局域网互联，也可以用于广域网互联

5.1.10网关

在不兼容的协议之间进行信息转换
网络间的关卡

5.1.11不间断电源（UPS）

UPS（Uninterruptible Power System）
坚强的后盾
防止由于突然停电而导致计算机丢失信息和破坏硬盘

4.2网络软件

4.2.1网络操作系统

网络操作系统是网络的核心，其他应用软件系统需要网络操作系统的支持才能运行

4.2.2网络协议软件

计算机网络中两个或两个以上计算机之间进行信息交换的规则，包括一套完整的语句和语法规则
IPX/SPX，TCP/IP(Internet的协议)

5.光纤特点

5.1优点

带宽高
衰减低
不易干扰、腐蚀
细小而轻
便宜
不会漏光难以接入——安全性高

5.2缺点

操作技能要求高
弯曲易折
接口成本高

6.网络的拓扑结构

6.1星型拓扑结构

以一个节点为中心的处理系统，各种类型的入网计算机均与该中心有物理链路直接相连

6.1.1优点

可靠性高
方便服务
故障诊断容易

6.1.2缺点

安装费用高
扩展困难
对中心节点的依赖性高

6.2总线型拓扑结构

将所有的入网计算机均通过相应的硬件接口直接接入到一条通信线路上，为防止信号反射，一般在总线两端有终结匹配器

6.2.1优点

布线容易、电缆用量小
可靠性高
易于扩展
易于安装

6.2.2缺点

故障诊断困难
故障隔离困难
中继器配置
通信介质或中间某一接口出现故障，整个网络随即瘫痪
终端必须是智能的

6.3环形拓扑结构

将各台联网的计算机用通信线路连接成一个闭合的环，信息按照固定方向流动，每个计算机有自己的顺序编号接力传递信息

6.3.1优点

电缆长度短
适用于光纤
无差错传输

6.3.2缺点

可靠性差
故障诊断困难
调整网络比较困难

6.4树型拓扑结构

是总线型的扩展，在总线网上加上分支形成。其传输介质有多条分支，但无闭合回路；也可以看成是星型结构的叠加。具有层次结构。也是因特网的拓扑结构。

6.4.1优点

结构比较简单，成本低
网络中任意两个节点之间不产生回路，每个链路都支持双向传输
网络中节点扩充方便灵活，寻找链路路径比较方便

6.4.2缺点

任何一个故障都会影响整个系统
对根的依赖性太大

7.网络的分类-通信技术

一般来说小的网络采用广播，大的网络采用点到点

7.1广播网络

只有一个信道，所有机器共享

传递的是分组或包（Packet），分组中有地址域，接收方检查地址域以确认是否处理该信息
可以是广播（Broadcasting）或者多播(Multicasting)

7.2点对点网络

由多个连接构成，每个连接对应一对机器

传送一个分组需要经过多个机器和连接构成的路径，好的路径十分重要
有时称为单播

8.网络的分类-交换技术

8.1电路交换

是通信网中最早出现的一种交换方式，也是应用最普遍的一种交换方式

8.1.1优点

独占性
实时性
可靠性

8.1.2缺点

连接建立慢
资源利用率低
兼容性差

8.2报文交换

报文交换是以报文为数据交换的单位，报文携带有目标地址、源地址等信息，在交换结点采用存储转发的传输方式

8.2.1优点

无连接建立时延
可以切换路径
兼容性好
提供多目标服务
允许建立数据传输的优先级
提高了通信线路的利用率

8.2.2缺点

转发时延长
缓冲需求大
实时性差
错误开销大，容错率低

8.3分组交换

分组交换仍采用存储转发传输方式，但将一个长报文先分割为若干个较短的分组，然后把这些分组（携带源、目的地址和编号信息）逐个地发送出去

8.3.1优点

分组间的转发和存储并行，提高速度
简化了存储管理
提高容错性，减少重发数据量

8.3.2缺点

仍存在转发时延
增加了5%~10%的冗余信息，需要额外的失序，丢失和重复分组处理

9.网络分层设计的理由/优点

各层之间是独立的
灵活性好
结构上可分割开
易于实现和维护
能促进标准化工作

10.网络的体系结构两种标准

10.1 OSI/RM（Open System Interconnection Reference Model）

ISO于1981年颁布率开放系统互连基本参考模型OSI/RM

在OSI/RM模型中，当接受数据时，数据是自下而上传输的；当发送数据时，数据是自上而下传输的

物理层
数据链路层
网络层
传输层
会话层
表示层
应用层

10.2 TCP/IP

传输控制协议（Transmission Control Protocol，TCP）和网际协议（Internet Protocol，IP）

TCP/IP目前是标准配置

网络接口层
网际层
传输层
应用层

两个个端到端的传输协议：

传输控制协议（ Transmission Control Protocol ）：一个可靠的，面向连接的协议，允许从一台机器上发出的字节流正确无误的递交到互联网上的另一台机器上
用户数据报协议（User Datagram Protocol）：一个不可靠的，无连接的协议，主要用于那些“不想要TCP的序列化或流控制功能，而希望自己提供这些功能”的程序。往往用于一些“快速递交比精确递交更重要”的应用，如语音、视频传输等