计算机网络在信息时代中的作用计算机网络的定义21世纪的一些重要特征就是数字化、网络化和信息化，是一个以网络为核心的信息时代互连网（internet）：仅在局部范围互联起来的计算机网络，多个网络通过一些路由器相互连接，互连网≠互联网互联网（Internet）：指全球最大的、开放的、由众多网络相互连接而成的特定互连网，采用TCP/IP协议族作为通信的规则，前身是美国的ARPANET计算机网络的特点连通性使上网用户之间可以非常便捷、非常经济地交换各种信息好像这些用户终端都彼此直接连通一样共享（资源共享）实现信息共享、软件共享、硬件共享由于网络的存在，这些资源好像就在用户身边一样地方便使用互联网概述网络的网络计算机网络（简称网络）：由若干节点和连接这些节点的链路组成节点：计算机、集线器、交换机或路由器等互联网基础结构发展的三个阶段1969-1990ARPANET：最初只是一个单个的任务交换网，不是一个互联网1983年TCP/IP协议成为ARPANET上的标准协议，使得所有使用TCP/IP协议的计算机都能利用互连网相互通信。人们把1983年作为互联网的诞生时间1990年ARPANET正式宣布关闭1985-1993建成了三级结构的互联网：主干网、地区网和校园网（或企业网）1933-现在形成了全球范围的多层次ISP结构的互联网主干ISP地区ISP本地ISP互联网服务提供者ISP提供接入互联网的服务需要收取一定的费用互联网交换点IXP允许两个网络直接相连并交换分组常采用工作在数据链路层的网络交换机内容提供者在互联网上向所有用户提供视频文件的公司不向用户提供互联网的转接服务万维网（WWW）由欧洲原子核研究组织开发成为互联网指数级增长的主要驱动力互联网的标准化工作RFC：请求评论制定互联网的正式标准的阶段互联网草案：有效期6个月建议标准：开始成为RFC文档互联网标准互联网的组成互联网边缘部分由用户直接使用端系统：连接在互联网上的所有主机端系统之间的两种通信方式客户-服务器方式（C/S方式）对等连接方式（P2P）核心部分为边缘部分提供服务典型的交换技术电路交换分组交换报文交换互联网的核心部分采用分组交换技术计算机网络在我国的发展计算机网络的类别计算机网络的定义按照网络的作用范围进行分类广域网WAN城域网MAN局域网LAN个人区域网PAN按照网络的使用者进行分类公用网专用网用来把用户接入到互联网的网络接入网AN：又叫本地接入网或居民接入网几种不同类别的计算机网络计算机网络的性能计算机网络的性能指标速率千 = K = 2¹⁰ = 1024兆 = M = 2²⁰ = 1024 K吉 = G = 2³⁰ = 1024 M1 字节 (Byte) = 8 比特 (bit）宽带频域单位：赫•（或千赫、兆赫、吉赫等）时域单位：bit/s吞吐量时延发送时延（传输时延）发送时延=数据帧长度(bit)/发送速率(bit/s)传播时延传播时延=信道长度(米)/信号在信道上的传播速率(米/秒)处理时延排队时延总时延=发送时延+传播时延+处理时延+排队时延时延带宽积时延带宽积=传播时延 * 带宽往返时间 RTT从发送方发送完数据，到发送方收到来自接收方的确认总共经历的时间利用率D=D₀/(1-U)D₀表示网络空闲的时延D表示网络当前的时延U表示现在网络的利用率计算机网络的非性能指标费用质量标准化可靠性可扩展性和可升级性易于管理和维护计算机网络体系结构计算机网络体系结构的形成在ARPANET设计时提出了分层的方法1974 年，IBM 按照分层的方法制定并提出了系统网络体系结构 SNAISO (国际标准化组织) 提出的 OSI/RM 是使各种计算机在世界范围内互连成网的标准框架1983年，形成了著名的 ISO 7498 国际标准，即七层协议的体系结构协议与层次划分网络协议的三个组成要素语法：数据与控制信息的结构或格式语义：需要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种响应同步：事件实现顺序的详细说明各层完成的主要功能差错控制流量控制分段和重装复用和分用连接建立和释放具有五层协议的体系结构物理层任务：实现比特（0 或 1）的传输确定连接电缆的插头应当有多少根引脚，以及各引脚应如何连接注意：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数据链路层常简称为链路层任务：实现两个相邻节点之间的可靠通信在两个相邻节点间的链路上传送帧如发现有差错，就简单地丢弃出错帧如果需要改正出现的差错，就要采用可靠传输协议来纠正出现的差错。这种方法会使数据链路层协议复杂网络层为分组交换网上的不同主机提供通信服务两个具体任务路由选择：通过一定的算法，在互联网中的每一个路由器上，生成一个用来转发分组的转发表转发：每一个路由器在接收到一个分组时，要依据转发表中指明的路径把分组转发到下一个路由器互联网使用的网络层协议是无连接的网际协议 IP 和许多种路由选择协议，因此互联网的网络层也叫做网际层或 IP 层IP 协议分组也叫做 IP 数据报，或简称为数据报运输层任务：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具有复用和分用的功能主要使用两种协议传输控制协议 TCP提供面向连接的、可靠的数据传输服务数据传输的单位是报文段用户数据报协议 UDP提供无连接的尽最大努力的数据传输服务（不保证数据传输的可靠性）数据传输的单位是用户数据报应用层任务：通过应用进程间的交互来完成特定网络应用协议：定义的是应用进程间通信和交互的规则把应用层交互的数据单元称为报文例如：DNS，HTTP，SMTP实体、协议、服务和服务访问点实体：表示任何可发送或接收信息的硬件或软件进程协议：控制两个对等实体进行通信的规则的集合在协议的控制下，两个对等实体间的通信使得本层能够向上一层提供服务要实现本层协议，还需要使用下层所提供的服务l、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 SAPSAP 是一个抽象的概念，它实际上就是一个逻辑接口OSI 把层与层之间交换的数据的单位称为服务数据单元 SDUSDU 可以与 PDU 不一样例如：可以是多个 SDU 合成为一个 PDU，也可以是一个 SDU 划分为几个 PDUTCP/IP的体系结构