第一章 绪论

1.1 计算机网络的概念

• 计算机网络是指自主计算机的互联集合
• 互联的目的是为了实现数据通信和资源共享

1.2 计算机网络的功能与应用

数据通信、资源共享、信息服务、分布式计算

1.3 计算机网络的产生和发展

1.3.1 20 世纪 50 至 60 年代 —— 计算机网络产生

• 1946年 - 世界上第一台电子计算机 ENIAC 诞生
• 20世纪60年代冷战期间 - 世界上第一个计算机网络 ARPANET 诞生 (采用分组交换模板)
  

  1.3.2 20 世纪 70 至 80 年代 —— 因特网和局域网发展时期

  1.3.3 20 世纪 90 年代 —— 因特网大发展时期

  1.3.4 21 世纪 —— 网络和信息化的社会

• 三网融合 —— 电视网、电话网、计算机网络

1.4 计算机网络的组成和结构

计算机网络可以看成由 3 部分组成：

1. 端系统
2. 通信线路
3. 交换设备

1.5 计算机网络的核心技术 —— 分组交换

数据交换技术分为三类：电路交换、报文交换、分组交换

1.5.1 电路交换

一次通话过程可以分为三步：

1. 通话前呼叫, 建立连接
2. 通话
3. 通话完毕后挂机, 断开连接

电路交换有 2 个主要特点：

• 面向连接的特性
  通话前要先建立连接(拨号), 双方电路连通才可通话
• 通信资源的独占性
  通话过程中资源不会再分配给他人

1.5.2 报文交换

1.5.3 分组交换

1. 分组交换原理
   1. 分解报文变成小数据块
   2. 添加头部构成分组, 头部中包含控制信息
   3. 交换机依据分组转发传递
   4. 到达终点
2. 数据报和虚电路 (分组交换技术)
   1. 数据报 (分组交换)
      优点：独立路由，灵活性好，网络适应性强
   2. 虚电路 (电路交换)

比较内容	虚电路	数据报
基本思路	交换网络比较复杂, 由网络处理传输中的大多数问题	交换网络尽量简单, 由主机处理传输中的大多数问题
连接建立	需要建立连接	不需要建立连接
目的地址	建立连接时使用, 以后分组使用虚电路号	每个分组都要使用目的地的完整地址
灵活性	出故障后虚电路需要重建	分组可以绕开故障点
顺序处理	能够保证按序到达	不能保证按序到达

1.6 计算机网络的主要性能指标 (杀妈计算题)

性能指标包括：贷款、吞吐量、时延带宽积、往返时间等。

1.6.1 带宽 (理想情况下的速率)

计算机网络中借用了带宽的概念, 用带宽表示数据的发送速率, 单位为比特每秒 (b/s), 因此带宽又被称为比特率.
此外, 常见单位还有: kb/s (10³b/s), Mb/s (10⁶b/s), Gb/s (10⁹b/s)

1.6.2 时延

时延是指一个分组从一台主机经过分组交换网络到达目的主机所需的时间
一个分组从发送方到达接收方会产生四组时延：

1. 发送时延
   分组从主机或分组交换机内部到线路上所花的时间
   发送时延 = 分组长度 / 线路带宽
2. 传播时延
   分组在线路上传播所用的时间
   传播时延 = 线路长度 / 传播速度
3. 处理时延
4. 排队时延
   在队列中等待的时间

1.6.3 时延带宽积

时延带宽积是指传播时延和线路带宽的乘积
时延带宽积 = 传播时延 * 带宽

1.7 计算机网络的分类

1. 从使用的传输技术分类
   • 广播式网络
     所有主机共享一条线路
   • 点对点网络
     每条线路只连接 2 个主机
2. 根据网络规模分类
   局域网、城域网、广域网
3. 根据网络所有者分类
   公用网、私有网

1.8 计算机网络的拓扑结构

• 星型拓扑
  中心节点控制所有结点
• 环形拓扑
  封闭环路
• 总线型拓扑
  所有线路共享一条通信链路
• 树形拓扑
  节点分层次接入网络
• 网状拓扑
  节点之间连接没有规律

1.9 网络标准化

1.9.1 ITU (国际电信联盟)

1.9.2 ISO (国际标准化组织)

1.9.3 IEEE (电气和电子工程师协会)

1.9.4 与因特网相关的标准化组织

1. ISOC (国际互联网协会)
2. IAB (因特网体系结构委员会)
3. IETF (因特网工程任务组)

习题部分

1-1 填空题

1. 最早的计算机网络是 ARPANET
2. 电话网络采用 电路` 交换技术, 计算机网络采用 `分组 交换技术
3. TCP / IP 协议是 Internet 事实上的标准协议
4. 分组交换技术的核心是 存储转发
5. 分组由 首部 和数据组成
6. 根据所采用的传输技术的不同, 计算机网络可以分为 广播式` 网络和 `对点 网络
7. 根据网络规模大小不同, 计算机网络可以分为 局域网`, `城域网` 和 `广域网
8. 因特网标准常以 RFC 文档的形式发布
9. 实现数据交换的三种技术分别是 电路交换` , `报文交换` 和 `分组交换
   

   1-2 选择题

10. 虚电路方式中, 分组首部中存在虚电路号
11. 在网络拓扑中, 每个结点都通过通信线路与一个中心节点相连, 这种拓扑是 星型
12. 在网络拓扑中, 结点之间的连接没有规律, 存在冗余路径, 这种拓扑是 网状型
13. 虚电路也有 连接建立, 数据传输, 连接释放 三阶段
14. 节点不采用"存储-转发"方式的是 电路交换技术
    

    1-3 判断题

15. 电路交换要经过 建立连接`, `通信` 和 `断开连接 三个过程
16. 数据报方式中, 每个分组的首部中部都含有目的地的完整地址
    

    1-4 简答题

17. 什么是计算机网络? 计算机网络的功能有哪些?

     自主计算机的互联集合  
     数据通信、资源共享、信息服务、分布式计算

18. 简述计算机网络的组成.

     端系统、通信线路、交换设备

19. 简述分组交换、电路交换和报文交换的原理和区别		电路交换	报文交换	分组交换
    ????	建立连接后直接传输	报文发送后交换机暂存后转发给下一批	报文分割后首部包含目的地信息, 后依次转发到下一站

20. 数据报和虚电路有什么区别?

     参照 1.5 表格

21. 简述数据传输中的几种时延.

     发送、传播、处理、排队

22. 解释带宽的基本概念.

     理想状态下的传输速率

23. 简述计算机网络的拓扑结构.

     星型、环形、网状型、总线型、树形

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