计算机第1章网络概述

第 1 章网络概述1.电路交换、分组交换、报文交换的特点：(1)电路交换的特点：A.电路交换必定是面向连接的B.电路交换的三个阶段是：建立连接，通信，释放连接。C.利用电路交换传输计算机数据效率低：a.电路交换过程中用户独占通信资源；b.计算机数据通常是突发式产生，所以线路上真正用来传送数据的时间往往不到10%,而在绝大部分时间内，已经被用户占用的通信线路实际上是空闲的。而其它需要通信的用户却只用等待。例如，当用户阅读信息或输入文字时一，宝贵的通信线路资源实际上并未被利用而白白浪费掉。分组交换的特点：优点：高效动态分配传输带宽，对通信链路是逐段占用。灵活以分组为传送单位和查找路由，当发生网络拥塞或者某段链路故障，可以灵活地改变路由而不至于引起通信中断或者全网的瘫痪。迅速不必先建立连接就能向其他主机发送分组；充分使用链路的带宽。可靠完善的网络协议；自适应的路由选择协议使网络有很好的生存性。缺点：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。（电路交换在建立连接需要花费时间，所以节点存储转发时，如果时延太长将无法体现高效）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。（3）报文交换的特点:整个报文先传送到相邻结点，全部存储下来后查找转发表，转发到下一个结点。【另一只说法课本P15电路交换整个报文的比特流连续的从源点直达终点，好像在一个管道中传送。报文交换整个报文先传送到相邻结点，全部存储下来后查找转发表，转发到下一个结点。分组交换：单 个 分 组（这只是整个报文的一部分）传送到相邻结点,存储下来后查找转发表，转发到下一个结点。2.（1）ARPAnet的网络结构:以网络为中心 分组交换网络的诞生与发展也重新定义了网络的体系结构，将网络从逻辑上划分成了两个部分：资源子网和通信子网。主机提供软硬资源，处理能力。网络中所有的主机就构成了资源子网；而所有的通信线路，网络互连设备(交换机，路由器，HUB等)就构成了通信子网，通信子网负责为资源子网提供信息传输服务。3.网络的分类方式：(1)从网络的交换功能分类:电 路交换 报文交换 分组交换 混合交换(2)从网络的使用者分类：公用网 专用网(3)从网络的作用范围分类:广域网WAN 局域网LAN 城域网MAN 接入网AN(4)从网络的拓扑结构分类：(ppt第一章第57张)总线型拓扑 星 型拓扑 环 型拓扑 树 型拓扑 网 状型拓扑(5)从网络的传播方式分类：广播式网络 点到点网络4.因特网的组成：(1)边缘部分：由所有连接在因特网上的主机组成，这部分是用户直接使用的，用来进行通信和资源共享。(2)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。5.网络的主要性能指标：带宽：信号具有的频带宽度，单位是赫(或千赫、兆赫、吉赫等)；有时候将“带宽”与数字信道所能传送的“最高数据率的等同，单位是比特每秒，或 b/s（bit/s）o时延:发送时延（传输时延）发送数据时，数据块从结点进入到传输媒体所需要的时间。信道带宽数据在信道上的发送速率。常称为数据在信道上的传输速率。数据块长度（比特）信道带宽（比特/秒）传播时延电磁波在信道中传播一定的距离而需要花费的时间。处理时延交换结点为存储转发而进行一些必要的处理所花费的信号在信道上的传播速率（米/秒）|总 时 延=发 送 时 延+传 播 时 延+处 理 时 延|6.计算机网络的体系结构：(1)OSI的体系结构TCP/IP的体系结构(2)分层的好处：各层独立 灵活性好 结构上分开 易于实现和维护 促进标准化(3)理 解“实体，协议，服务，服务访问点”：实体：任何可发送或接受信息的硬件或软件进程。协议：为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定即网络协议，简称为协议。服务：某层对其上一层提供的一组通信相关的功能集合服务访问点：同一系统中相邻两层的实体进行交互的地方第 2 章物理层1.(1)物理层的概念：物理层位于OSI模型的最底层，物理层的作用是尽可能的屏蔽掉硬件设备和传输媒体之间的差异，使物理层上面的数据链路层感觉不到这些差异，这样就可使数据链路层只需要考虑如何完成本层的协议和服务，而不必考虑网络具体的传输媒体是什么。(2)物理层的主要任务：机械特性 电 气特性 功能特性 规程特性2.通信基础(1)数据、信号、信道之间的关系：它们是一种类比关系 数据一一是对客观事物的某些属性抽象后的表现形式。信号一一数据的电气的或电磁的表现，是数据的载体。信道一一向某一个方向传送信息的媒体，是传输信息必经之路。(2)两种数据两种信号调解概念数字与模拟的比较:两种数据：数字数据模拟数据两种信号：数字信号模拟信号调解概念：当数据在远距离传输时候，可能要经过多种介质,为了适应不同介质对所传输信号的要求，必须对信号做转换（转换过程只是载体发生变化，而数据没有改变）这一过程叫做调制。数字与模拟的比较（ppt第二章第16张）：模拟技术作为一种发展比较长的传统技术,应用比较广泛，已建成大量的模拟通信系统,其远程通信能力要强于数字系统。但是数字技术是一种发展趋势，数字信号的通信质量要好于模拟信号，许多过去采用模拟技术的领域都在转向了数字技术。（3）通信的基本概念：a.通行方式：单 向 通 信（单工通信）双向交替通信（半双工通信）双向同时通信（全双工通信）信道可分为传输模拟信号的模拟信道和传输数字信号的数字信道，利用调制技术可以实现信号的转换，以适应不同信道的传输要求。b.基带和宽带 基带信号一一简单讲就是将数字数据1或0直接用两种不同的电压来表示，然后送到线路上去传输。宽带信号一一则是将基带信号进行调制后形成的频分复用模拟信号。利用频谱搬移技术将每一路基带信号搬移到不同的频段上，所以可以实现多路复用，提高线路利用率。C.带宽（以频率为单位）：一个传输系统中，在1秒种内所能发出的最快连续振荡，就叫该系统的带宽。d.数据传输速率（比特率）：就是每秒传输的二进制位数，是信息量传输的单位（简写为bps）,也叫比特率。e.码元传输率（波特率）：所谓码元就是指信号元，发送硬件每秒钟产生信号的个数，就是码元传输率，也叫波特率。f.波特率与带宽的关系（Nyquist定理）：在一个没有噪音（理想状态），带宽为W的信道上，发送硬件最快以2W的速率发送信号，则不会产生错误，即在一个无噪音的信道上，带宽为W,则波特率为2W。BMAX=2W（B表示波特率）g.波特率与比特率的关系：波特率是信号传输率，比特率是数据传输率，而信号是数据的载体,二者之间有一定的关系。若1个码元只携带1 b it的信息量，则“比特/秒”和“波特”在数值上相等。若1个码元携带 b i t的信息量，则M B a u d的码元传输速率所对应的信息传输速率为M x n b/s oD=B log?（D是比特率，N为信号的状态数，B是波特率）h.香农公式（课本P 4 0）3.传输介质：