计算机网络复习1——导言和概论

网络简史

1946年,美国物理学家莫奇利任总设计师研制成功世界上第一台电子管计算机ENIAC(这标志着人类自学会使用工具的漫长岁月中,终于拥有了可以替代人类脑力劳动的“工具”)

1969年9月2日,以雷·克雷洛克为首的约20名研究人员在加州大学洛杉矶分校实验室内完成了两台计算机之间的数据传输试验,即阿帕网(ARPANET),这就是互联网的前身。10月29日,加州大学洛杉矶分校与坦福研究所实现首次网络连接。(当时只有四台主机联网运行,甚至连局域网(LAN)技术也还没有出现。当时用作接口机的Honeywell DDP516型小型机的内存只有12K)

1970年之后,ARPANET开始向非军用部门开放,许多大学和商业部门开始接入

1983年,美国国家科学基金会(National Science Foundation)建立的NSFnet在全美国建立了按地区划分的计算机广域网并将这些地区网络和超级计算机中心互联起来

NFSnet于1990年6月彻底取代了ARPAnet而成为Internet的主干网。

·在我国,自1987年开始,中科院开始使用国际互联网;1995年,国内的商用网络开始正式接入互联网;互联网在我国发展十分迅速,目前已完成了两项世界第一

几个概念

网络(network)由若干结点(node)和连接这些结点的链路(link)组成。

互连网是“网络的网络”(network of networks)。

连接在互连网上的计算机都称为主机(host)。

互连网络千千万,但起源于美国的互联网(Internet)是目前世界上最大的国际性计算机互连网(internet)

互联网发展的三个阶段

第一阶段

从单个网络ARPANET向互联网发展的过程(ARPA是美国国防部领导的远景研究规划局(Advanced Research Project Agency))

1983年TCP/IP协议成为ARPANET上的标准协议(协议即通信双方所要遵守的规则)

人们把1983年作为互联网的诞生时间

第二阶段

建成了三级结构的互联网。

85年起围绕美国的六个大型计算机中心形成了三级计算机网络,分为主干网、地区网和校园网(或企业网),覆盖了全美主要的大学和研究所

第三阶段

形成了多层次ISP结构的互联网

本阶段政府将互联网移交给互联网服务提供商ISP(Internet Service Provider),ISP将互联网进行了商业推广

其他

20 世纪 90 年代,万维网 WWW (World Wide Web)被广泛使用在互联网上,大大方便了广大非网络专业人员对网络的使用,互联网及接入互联网的用户开始爆发式增长

RFC(Request For Comments)请求评论(标准文档),所有互联网标准都是以RFC的形式在互联网上发表

制定互联网的正式标准要经过三个阶段:Internet Draft 互联网草案->Proposed Standard 建议标准->Internet Standard 互联网标准

互联网的组成

边缘部分——由所有连接在互联网上的主机组成。这部分是用户直接使用的。

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)。

互联网的边缘部分(主机间的关系)

在网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)(即Client/Server方式)

-C/S模式明确区分服务与被服务的关系,客户必须知道服务器地址,服务器保持运行,被动响应

对等方式(P2P 方式)(即 Peer-to-Peer方式)

-对等连接(peer-to-peer,简写为 P2P)是指两个主机在通信时并不区分哪一个是服务请求方还是服务提供方。它们进行的是平等的、对等连接通信(没有明显的中心)

互联网的核心部分

路由器是实现分组交换(packet switching)的关键构件,其任务是选择正确的路径转发收到的分组,这是网络核心部分最重要的功能。

#分组交换特点

·分组交换采用存储转发技术。流程:化整为零(在分组交换中,发送端先把较长的报文划分成固定长度的短数据段)->各自行动(分组交换网以“分组”作为数据传输单元,依次把各分组发送到网络中。同一报文的不同分组可能以不同路径传输。路由器根据当前网络状态动态选择转发路径)->终点聚首(接收端收到各个报文分组后剥去首部还原成报文)

·优点:高效 动态分配传输带宽,逐段占用;通信链路灵活 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 分布式的路由选择协议使网络有很好的生存性

·缺点:时延 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;开销 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;复杂 设计和实现较为复杂

网络分类

广域网 WAN (Wide Area Network)

城域网 MAN (Metropolitan Area Network)

局域网 LAN (Local Area Network)

个人区域网 PAN (Personal Area Network)

计算机网络的性能指标

速率是主机向信道传送数据的速度。

带宽是信道传送数据的最大能力。

吞吐量是实际通过某网络的数据量。

时延(delay 或 latency),由四部分组成(总时延=发送时延+传播时延+处理时延+排队时延)

时延带宽积

往返时间RTT(Round-Trip Time)

利用率

计算机网络的体系结构

相互通信的两个计算机系统必须高度协调工作才行,而这种“协调”是相当复杂的,其中最核心的两个问题是动态寻路问题和可靠传输问题。

路由器只负责存储转发,工作时最高只用到网络层而不使用运输层和应用层

拥有五层协议的体系结构

应用层

是体系结构的最高层

任务是通过应用进程间的交互来完成特定网络应用

应用层协议定义的是应用程序进程间通信和交互的规则

应用层的协议有域名系统DNS、支持万维网应用的HTTP协议、支持电子邮件的SMTP协议等等

应用层交互的数据单元被称为报文(message)

运输层

任务是负责向两台主机中进程之间的通信提供通用的数据传输服务

运输层主要使用两种协议

1.传输控制协议TCP——提供面向连接的、可靠的数据传输协议,其数据传输的单位是报文段(segment)

2.用户数据报协议UDP——提供无连接的尽最大努力的数据传输服务,不保证可靠性,其数据传输的单位是用户数据报

网络层

负责为分组交换网上的不同主机提供通信服务。

使用IP协议

在发送数据时,网络层把运输层产生的报文段或用户数据报封装成分组或包进行传送,分组和(IP)数据报是同义词((IP)数据报!=用户数据报)

以包(Packet)为单位

数据链路层

单位是帧(frame)

物理层

单位是比特(bit)

概论习题(算数)

概论习题(选择)

计算机之间通讯规则的规范性描述称为(协议)

RFC文档是下面哪一个标准化组织的工作文件(IETF)

ISO开放互连系统模型的英文缩写为____,它把通信服务分成____层(OSI/RM,7)

当数据分组从高层向低层传送时,数据分组的头部要被(加上)

OSI代表(OpenSystemsInterconnection)

OSI参考模型从上至下按顺序有哪些层(应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层、物理层)

在OSI模型中,第N层和其上的N+1层的关系是(N层为N十1层提供服务)

TCP/IP层的网络接口层对应OSI的(物理层和链路层)

TCP/IP协议规定为(4层)

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