第一章 引论

　　本章介绍了计算机网络的发展历史和计算机网络的功能及组成，计算机网络协议体系结构的基本概念。

　　本章重点是掌握计算机网络的分类及数据通讯模型，理解网络协议和协议体系结构的概念。

　　本章概念较多，但是是学习后续各章的基础。

　　1、计算机网络的产生和发展过程 （识记）

　　第一代：以单计算机为中心的联机系统。时间：20世纪60年代。产生原因：计算机主机昂贵，通信线路和设备便宜。缺点：主机负荷较重；通信线路的利用率低；网络结构属集中控制方式，可靠性低。为了提供通信线路利用率，减轻主机负担而采用的技术：多点通信线路，终端集中器和前端处理机。

　　第二代：计算机——计算机网络。时间：20世纪60年代中期到70年代中期。分为通信子网和资源资网。通信子网面向通信控制和通信处理，主要包括：通信控制处理机CCP，网络控制中心NCC，分组组装/拆卸设备PAD，网关G等。资源子网负责全网的面向应用的数据处理，实现网络资源的共享。它由各种拥有资源的用户主机和软件（网络操作系统和网络数据库等）所组成，主要包括：主机HOST，终端设备T，网络操作系统，网络数据库。

　　以远程大规模互联为主要特点，由ARPANET发展和演化而来。ARPANET的主要特点：资源共享、分散控制、分组交换、采用专门的通信控制处理机、分层的网络协议。这些特点往往被认为是现代计算机网络的典型特征。根据应用目的分为三类：为在一定范围内共享专用资源而建立的网络；为进行通信处理和服务为目的的通信网络；用于商务的公用分组交换数据通信网络。

　　第三代：遵循网络体系结构标准建成的网络。依据标准化水平可分为两个阶段：各计算机制造厂商网络结构标准化、国际网络体系结构标准-ISO/OSI.

　　2、计算机网络的概念（识记）

　　计算机网络定义：计算机网络是指通过数据通信系统把地理上分散的计算机有机地连起来，以达到数据通信和资源共享的目的的系统。

　　计算机网络和终端分时系统的区别 a、终端分时系统的结构是有一台主机和多个终端组成，各个终端不具备单独的数据处理能力。而计算机网络是由多台主机互联，共享一个或多个大容量存储器，可共享这些大容量存储器上的软件和数据资源，也可共享其他主机的外围设备等。b、由于终端数目增加，终端分时系统的计算速度将会显著降低。计算机网络增加工作节点，除增加通信线路外，其速度保持不变。c、终端分时系统中全部资源集中在主机中，各个终端用户共享中心计算机资源。计算机网络中每个用户除占有本身的资源外，并能共享网络中全部公共资源。d、终端分时系统属于集中控制，可靠性低。计算机网络采用分布式控制方式，有较高的可靠性。

　　网络用户共享全部资源、终端用户共享中心计算机资源；资源子网具有独立数据处理能力、2个终端用户不能在同一时刻都在运行。

　　计算机网络与多机系统区别 耦合度：计算机（或处理机）间互连的紧密程度。可用处理机之间的距离及相互连接的信号线数目来说明。局域网为中等耦合度的系统，广域网为松耦合度的系统，多机系统为紧耦合度的系统。

　　计算机网络和分布式系统的区别计算机网络和分布式系统在计算机硬件连接、系统拓扑结构和通信控制等方面基本一样。两种系统的差别仅在组成系统的高层软件上：分布式系统强调多个计算机组成系统的整体性，强调各计算机在分布式计算机操作系统协调下自治工作，用户对各计算机的分工和合作是感觉不到的，系统透明性允许用户按名字请求服务。计算机网络则以共享资源为主要目的，方便用户访问其他计算机所具有的资源，要人为地进行全部网络管理。

　　3、计算机网络的功能（识记）

　　1)数据通信。这是计算机网络的更基本的功能，也是实现其他功能的基础。如电子邮件、传真、远程数据交换等。

　　2)资源共享。计算机网络的主要目的是共享资源。共享的资源有：硬件资源、软件资源、数据资源。其中共享数据资源是计算机网络更重要的目的。

　　3)提高可靠性。计算机网络一般都属分布式控制方式，如果有单个部件或少数计算机失效，网络可通过不同路由来访问这些资源。

　　4)促进分布式数据处理和分布式数据库的发展。利用网络实现分布处理，建立性能优良、可靠性高的分布式数据库系统。

　　4、计算机网络系统的组成（识记）

　　网络软件：网络协议和协议软件、通信软件、操作系统、网管及应用软件。

　　逻辑结构：网络节点（分为端节点、转接节点）、通信链路。

　　5、计算机网络分类（领会）

　　按距离分为：广域网WAN、局域网LAN、城域网MAN；

　　按通信介质分为：有线网和无线网；

　　按传播方式分为：点对点方式和广播式；

　　按速率分为：低、中、高速；

　　按使用范围分为：公用网和专用网；

　　按网络控制方式分为：集中式和分布式。

　　按网络环境分为：部门网络、企业网络、校园网络。

　　按网络拓扑结构分：

　　a、星形结构。一类转接中心仅起连通作用，另一类有转接和数据处理双重功能。优点：建网容易，控制简单。缺点：属于集中控制，对中心节点依赖性大，可靠性低。线路利用率低，可扩充性差。

　　b、层次结构或树形结构。优点：使为数众多的计算机能共享一条通信线路，以提高线路利用率。增强网络的分布处理能力，以改善网络的可靠性和可扩充性。（吃草猫总结的优点在教材上没看到，不过觉得有道理——cheli）典型的应用是低层节点解决不了的问题，请求高层解决。

　　c、总线形结构。常用的国际标准：CSMA/CD，令牌传送。特点：网络结构简单灵活，可扩充，信道利用率高，传输速率高，网络建造容易。但实时性较差，且总线的任何一点故障都会造成整个网络瘫痪。

　　d、环形结构。数据单向流动，可用令牌控制。特点：传输时延确定，网络建造容易，但可靠性差，灵活性差。（特点是吃草猫的总结——chenli）

　　e、点——点部分连接的不规则形。在广域网中，互联的各个节点不一定直接互联，以任意拓扑结构连接。

　　f、点——点全连接结构。网络中每一节点和网上其他所有节点都有通信线路连接。这种网络的复杂性随处理机数目增加而迅速增长。

　　6、数据通信技术（领会）

　　数据通信技术是计算机网络的基础，它将计算机与通信技术相结合，完成编码数据的传输，转换存储和处理。

　　通信模型

　　信源→发送器→传输系统→接收器→信宿

　　通信任务：传输系统的使用、接口、信号产生、同步、交换管理、检错和纠错、数据流控制、寻址、路由选择、恢复、信息格式化、安全性、网络管理。（可以结合打电话的过程来理解P18的通信任务）

　　数据通信网络

　　广域网的交换技术

　　线路交换：如电话网，是从一点到另一点传递信息的更简单的方式。属于预分配电路资源系统，即在一次接续中，电路资源预先分配给一对用户固定使用，不管在这条电路上实际有无数据传输，电路一直被占用，直到双方通信完毕拆除连接为止。优点：信息传输时延小。电路是“透明”的。信息传送的吞吐量大。缺点：所占用的带宽是固定的，所以网络资源的利用率较低。用户在租用数字专线传递数据信息时，要承受较高经济代价。（概念和优缺点都是吃草猫的总结而不是教材上的原话 ——chenli）

　　报文分组交换：是一种存储转发的交换方式。它是将需要传送的信息划分为一定长度的包，也称为分组，以分组为单位进行存储转发的。而每个分组信息都载有接收地址和发送地址的标识，在传送数据分组之前，必须首先建立虚电路，然后依序传送。缺点：大量的资源消耗在纠错补偿上。由于采用存储——转发方式工作，因此在传输过程中存在一定的延时。

　　帧中继：利用了现代设备的高传输速率和低误码率，剥除了由于差错控制引入的大部分开销。

　　ATM（Asynchronous Transfer Mode）异步传送模式。从帧中继继承了高可靠性的传输系统，较少的纠错开销和高层次捕错特点，又采用固定长度的帧。扩展了线路交换，在建立虚通道时，可动态定义数据速率。

　　ISDN：窄带ISDN基于线路交换，贡献在于帧中继；宽带ISDN基于报文分组交换，贡献在于ATM.

　　7、计算机网络协议和协议体系结构（识记）

　　通信协议是为了在不同系统中的实体间通信使用的，往往制定成一系列规则，用来统治两个实体间的数据交换。

　　协议的三要素：语法、语义、规则。

　　协议体系结构的思想：用一个构造好的模块集合来完成不同的通信功能。

　　8、一个简化的文件传输协议体系结构（识记）

　　以一个简单的例子理解协议体系结构。

　　协议数据单元（PDU）：对等实体之间所传送的数据单元。

　　接口数据单元（IDU）：相邻两层实体之间传送的信息单元。

　　服务访问点（SAP）：在相邻两层之间实体实现多对多的关系。

　　连接端点（CEP）：在对等实体间实现多对多的关系。

　　9、TCP/IP协议（识记）

　　TCP/IP协议集是以TCP（Transmission Control Protocol）传输控制协议和IP（Interconnection Protocol）互连网协议为代表的协议集，它已被广泛地应用于解决计算机网络的互连问题，成为事实上的工业标准。TCP/IP网络体系分为四个独立的层次：应用层、传输层、网络互联层、网络访问层。

　　10、OSI/RM模型（识记）

　　（Open System Interconnect/Reference Model）开放式系统互联参考模型。作为计算机通信体系结构的模型由国际标准化组织（ISO）制定的，所又称为ISO/OSI网络体系结构

　　分层原则：根据不同层次的抽象分层；每层有明确的功能；每层功能有助于制定国际标准；各层边界尽量减少跨借口的通信量；层数不能太少也不能太多。

　　OSI七层：物理层、数据链路层、网络层、运输层、任务层、表示层、应用层

　　11、计算机网络与通信标准（识记）

　　一类是所谓既成事实的标准。此类标准事先没有作过周密规划。

　　另一类是正式标准。由权威的国际标准化组织制定的。