ch01 Introduction-01

internet 和 Internet 的区别

• 以小写字母 “i” 开始的 internet（互连网）是一个通用名词，它泛指由多个计算机网络互连而成的网络。

• 以大写字母 “I” 开始的的 Internet（互联网或因特网）则是一个专用名词，它指当前全球最大的、开放的、由众多网络相互连接而成的特定计算机网络，它采用 TCP/IP 协议族作为通信的规则，且其前身是美国的 ARPANET。

互连网的范围大于互联网

WWW (World Wide Web，万维网)

WWW (World Wide Web，万维网)是存储在Internet计算机中、数量巨大的文档(超文本)的集合

互联网的组成

从互联网的工作方式上看，可以划分为两大块：

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，用来进行通信（传送数据、音频或视频）和资源共享

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（提供连通性和交换）

1. 试从多个方面比较电路交换、报文交换和分组交换的主要优缺点。

三种交换的比较

• 若要连续传送大量的数据，且其传送时间远大于连接建立时间，则电 路交换的传输速率较快。

• 报文交换和分组交换不需要预先分配传输带宽，在传送突发数据时可 提高整个网络的信道利用率。

• 由于一个分组的长度往往远小于整个报文的长度，因此分组交换比报 文交换的时延小，同时也具有更好的灵活性。

  报文交换:每次转发整个报文

  分组交换:每次转发一个分组

  电路交换:建立一条专用的物理通路，以保证双方通话时所需的通 信资源在通信时不会被其他用户占用

解答:

电路交换的主要特点

(1)通信之前先要建立连接,通信完毕后要释放连接。也就是说,通信一定要有三个阶段:建立连接、通信、释放连接

(2)在整个通信过程中,通信的双方自始至终占用着所使用的物理信道。

分组交换

先把较长的报文划分成较短的、固定长度的数据段。
将各数据段添加首部构成分组
分组交换网以“分组”作为数据传输单元，把各分组发送到接收端
接收端收到分组后剥去首部还原成报文。

报文交换

报文交换也采用存储转发技术,不同的是,报文交换不再把报文分割为更小的分组,而是把整个报文在网络的结点中存储下来,然后再转发出去。这样做,省去了划分小的分组的步骤，也省去了在接收端重装的过程

2. 计算机网络的类别

按照网络的作用范围进行分类

广域网 WAN (Wide Area Network)：作用范围通常为几十到几千公里。
城域网 MAN (Metropolitan Area Network)：作用距离约为 5~50 公里。
局域网 LAN (Local Area Network) ：局限在较小的范围（如 1 公里左右）。
个人区域网 PAN (Personal Area Network) ：范围很小，大约在 10 米左右。

按照网络的使用者进行分类

公用网 (public network)
按规定交纳费用的人都可以使用的网络。因此也可称为公众网。
专用网 (private network)
为特殊业务工作的需要而建造的网络。

交换技术

电路交换网
分组交换网
混合交换网

3. 计算机网络有哪些常用的性能指标?

解答:计算机网络常用的性能指标有

(1)速率:指的是连接在计算机网络上的主机在数字信道上传送数据的速率,它也称为数据率或比特率。

(2)带宽:用来表示网络的通信线路传送数据的能力,网络带宽表示在单位时间内( 般是每秒钟)从网络中的某一点到另一点所能通过的“最高数据率”。

(3)吞吐量:表示在单位时间内(一般是每秒钟)通过某个网络(或信道、接口)的数据量。

(4)时延:指数据(一个报文或分组,甚至比特)从网络(或链路)的一端传送到另一端所需的时间。时延包括发送时延、传播时延、处理时延和排队时延等。

4. 网络体系结构为什么要采用分层次的结构?试举出一些与分层体系结构的思想相似的日常生活的例子。

解答:

网络体系结构采用分层次的结构,是因为“分层”可以把庞大而复杂的问题转化为若干较

小的局部问题,而这些较小的局部问题比较易于研究和处理。

5. 试述具有五层协议的网络体系结构的要点,包括各层的主要功能。

解答:

(1)物理层一一在物理层上所传数据的单位是比特(bit)。

物理层的任务就是透明地传送比特流。

物理层考虑的是怎样才能在连接各种计算机的传输媒体上传输数据比特流,而不是具体的传输媒体

物理层还要确定连接电缆的插头应当有多少根引脚以及各条引脚应如何连接。当然, 哪几个比特代表什么意思,则不是物理层所要管的。请注意,传递信息所利用的一些物理媒体,如双绞线、同轴电缆、光缆、无线信道等,并不在物理层协议之内而是在物理层协议的下面。因此也有人把物理媒体当作第0层

(2)数据链路层一一常简称为链路层。在两个相邻结点之间(主机和路由器之间或两个路由器之间)传送数据是直接传送的(即不需要经过转发的点对点通信)。这时就需要使用专门的链路层的协议。数据链路层将网络层交下来的IP数据报组装成帧,在两个相邻结点间的链路上“透明”地传送帧中的数据。每一帧包括数据和必要的控制信息.(如同步信息、地址信息、差错控制等)。在接收数据时,控制信息使接收端能够知道一个帧从哪个比特开始和到哪个比特结束。这样,数据链路层在收到一个帧后,就可从中提取出数据部分,上交给网络层。
控制信息还使接收端能够检测到所收到的帧中有无差错。如发现有差错,数据链路层就简单地丢弃这个出了差错的帧,以免继续传送下去白白浪费网络资源。如果需要改正错误, 就由运输层的TCP协议来完成。

(3)网络层一一网络层负责为分组交换网上的不同主机提供通信服务。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。在TCP/IP体系中,由于网络层使用IP协议,因此分组也叫做IP数据报,或简称为数据报

网络层的另一个任务就是要选择合适的路由,使源主机运输层所传下来的分组能够通过网络中的路由器找到目的主机。
对于由广播信道构成的分组交换网,路由选择的问题很简单,因此这种网络的网络层非常简单,甚至可以没有。

(4)运输层一一运输层的任务就是负责向两个主机中进程之间的通信提供服务。由于一个主机可同时运行多个进程,因此运输层有复用和分用的功能。复用就是多个应用层进程可同时使用下面运输层的服务,分用则是运输层把收到的信息分别交付上面应用层中的相应的进程。
运输层主要使用以下两种协议:一个是传输控制协议TCP,是面向连接的,数据传输的单位是报文段,能够提供可靠的交付。另一个是用户数据报协议UDP,是无连接的,数据传输的单位是用户数据报,不保证提供可靠的交付,只能“尽最大努力交付”。

(5)应用层一一应用层是体系结构中的最高层。应用层直接为用户的应用进程提供服务。
这里的进程就是指正在运行的程序。在互联网中的应用层协议很多,如支持万维网应用的HTTP协议、支持电子邮件的SMTP协议、支持文件传送的FTP协议,等等。

6. 试解释以下名词:协议栈、实体、对等层、协议数据单元、服务访问点、客户、服务器、客户ー服务器方式

解答:各名词含义如下

协议栈:

由于计算机网络的体系结构采用了分层结构,因此不论在主机中还是在路由器中的协议都有好几层。这些一层一层的协议画起来就很像堆栈的结构,因此就把这些协议层称为协议栈。

实体:表示任何可发送或接收信息的硬件或软件进程。在许多情况下,实体就是一个特定的软件模块。

对等层:

在网络体系结构中,通信双方实现同样功能的层。例如,A向B发送数据,那么A的第n层和B的第n层就构成了对等层。

协议数据单元:

通常记为PDU,它是对等实体之间进行信息交换的数据单元。

服务访问点:通常记为SAP,在同一系统中相邻两层的实体进行交互(即交换信息)的地方,通常称为服务访问点。

客户:

在计算机网络中进行通信的应用进程中的服务请求方。

服务器:在计算机网络中进行通信的应用进程中的服务提供方。但在很多情況下,服务器也常指运行服务器程序的机器。

客户ー服务器方式:

这种方式所描述的是进程之间服务的请求方和服务的提供方的关系。
服务的请求方是主动进行通信的一方,而服务器是被动接受通信的一方。系统启动后即自动调用服务器程序,并一直不断地运行着,被动地等待并接受来自各地的客户的通信请求。客户与服务器的通信关系建立后,通信可以是双向的,客户和服务器都可发送和接收数据。关于客户-服务器方式更详细的解释,见前面的1-13题。