第1章 概论

计算机网络的概念

定义：把分布在不同地点具有独立功能的多个计算机，通过通信设备和线路连接起来，在功能完善的网络软件运行环境下，以实现网络中资源共享为目标的系统。

组成：一个计算机网络概括为一个通信子网和终端系统组成的通信系统。

• 通信子网：负责网络信息的传输和交换
• 终端系统：负责信息的处理

计算机网络体系结构

• 是计算机网络分层及其服务和协议的集合。
• 体系结构是一个抽象的概念，它只从功能上描述计算机网络的结构，而不涉及每层的具体组成和实现细节。

网络的分类

按照拓扑结构

• 星型结构：存在一个中心节点与其他计算机互连
• 树形结构：从根节点到叶子节点呈现层次性
• 总线型结构：存在一条主线，所有计算机连接到主干线
• 环形结构：存在一个环形的总线，节点到节点间存在两条通路
• 网络型结构：不规则的连接，其特点是一个节点到另一个节点之间可能存在多条连接

按网络覆盖的范围

个人区域网（PAN），局域网（LAN），城域网（MAN），广域网（WAN），因特网（Ienternet）

按传输介质

有线型，无线网（无线个人网WPAN，无线局域网WLAN，无线城域网WMAN，无线广域网WWAN）

网络协议

协议定义

  协议是指通信双方必须遵循的、控制信息交换的规则的集合，是一套语义和语法规则，用来规定有关功能部件在通信过程中的操作，它定义了数据发送和接收工作中必须的过程。协议规定了网络中使用的格式、定时方式、顺序和检错。

协议三要素

• 语法：指数据与控制信息的结构或格式，确定通信时采用的数据格式，编码及信号电平等，回答“怎么讲”
• 语义：协议的语义是指对构成协议的协议元素含义的解释，回答“讲什么”
• 同步：规定了事件的执行顺序

协议特点

• 网络通信协议的特点是层次性、可靠性和有效性
• 协议的分层可以将复杂的问题简单化
• 协议的可靠性和有效性是正常和正确通信的保证，只有协议可靠和有效，才能实现系统内各种资源共享

OSI-RM体系结构

开放系统互连基本参考模型，是一种分层的结构，遵循协议分层的原则。

物理层

实现比特流的透明传输，进而为数据链路层提供数据传输服务。

数据链路层

在通信的实体间建立数据链路连接，传输以帧为单位的数据包，并采用差错控制和流量控制的方法，使有差错的物理线路变成无差错的数据链路。

网络层

为分组交换网络上的不同主机提供通信服务，为以分组为单位的数据包通过通信子网选择适当的路由，并实现拥塞控制、网络互联等功能。

传输层

向用户提供端到端的数据传输服务，实现为上层屏蔽低层的数据传输问题。

会话层

维护通信中的两个节点之间的会话连接的建立、维护和断开，以及数据的交换。

表示层

用于处理在两个通信系统中交换信息表示方式。

应用层

为应用程序通过应用服务。

TCP/IP体系结构

网络接入层、互联网络层、传输层、应用层

• 应用层的协议相对较多，分别使用传输层的UDP和TCP协议进行承载，它们位于各自的上方。
• 网络层除核心协议IP外，还有ICMP、IGMP、ARP和RARP，分别位于IP协议的上下方。
• TCP/IP模型中的核心协议是TCP、UDP和IP，且呈现漏斗状，IP协议处于漏斗的最窄处。