計算機網路概述

計算及網路在資訊時代的作用

因特網概述

網路分類

• 網路：許多計算機連線在一起；
• 網際網路：internet許多網路連線在一起；
• 因特網：Internet 全球最大的一個網際網路

因特網發展的三個階段

1. 上世紀60年代到80年代中期 單個網路ARPANET向網際網路發展的過程
2. 上世紀80年代中期到90年代初 三級結構的因特網
3. 多層次ISP結構的因特網

多層次ISP結構的網際網路

中國網際網路

ISP、企業網以及網民

因特網的標準化工作

http://www.isoc.org http://www.IAB.org

1.3網際網路的組成

因特網=邊緣部分+核心部分=資源子網+通訊子網

因特網邊緣部分

主機之間的通訊方式

• 客戶伺服器方式（Client/Server方式–C/S方式）
• 對等（Peer-to-Peer方式–P2P）方式

因特網的核心部分

資料交換方式

• 電路交換（Circuit Switching）
• 報文交換（Message Switching）
• 分組交換（Packet Switching）

電路交換方式（Circuit Switching）

面向連線

步驟

1. 建立連線：申請佔用通訊資源
2. 通話：一直佔用通訊資源
3. 釋放連線：釋放通訊資源

電路交換適合於資料量很大的實時性傳輸：核心路由器之間可以使用電路交換

分組交換方式（Packet Switching）

步驟

1. 在傳送端將資料分成多組。
2. 將每一段資料頭部加上首部資訊，行成多組報文。傳送
3. 接收端分別接收到各組報文，組合變成傳送端傳送的資料

分組交換總結

• 優點：高效，靈活，迅速，可靠
• 缺點：時延，開銷

報文交換

• 報文一般比分組長的多
• 報文交換的時延較長

三種交換方式的比較

計算機網路的類別

計算機網路最簡單的定義：一些互相連線的、自治的計算機集合

• 作用範圍：廣域網WAN、都會網路MAN、區域網LAN、個人區域網PAN
• 使用者：公用網Public Network、專用網Private Network
• 拓撲結構：匯流排型、環型、星型、樹型、網狀
• 交換方式：電路交換網、報文交換網、分組交換網
• 工作方式：資源子網、通訊子網、接入網

計算機網路效能

效能指標

1. 速率：連線在計算機網路上的主機在數字通道上傳送資料位數的速率，也稱為data rate或bit rate。單位是b/s, kb/s, Mb/s, Gb/s.
2. 寬頻：資料通訊領域中，數字通道所能傳送的最高資料率，單位是 b/s, kb/s, Mb/s, Gb/s.
3. 吞吐量：即在單位時間內通過某個網路的資料量，單位b/s, Mb/s, 等.
4. 時延：傳送時延、傳播時延、處理時延、排隊時延
5. 時延寬頻積：時延頻寬積=傳播時延*寬頻
6. 往返時間：從傳送方傳送資料開始，到傳送方收到接收方確認。
7. 利用率：通道利用率、網路利用率。

非效能指標

1. 費用
2. 質量
3. 標準化
4. 可靠性
5. 可拓展性
6. 可升級
7. 管理與維護

計算機網路的體系結構

基本概念

• ISO：國際便準化組織
• OSI/RM：網際網路法律上的國際標準
• TCP/IP Suite：因特網事實上的國際標準
• Network Protocols：資料交換遵守的規則、標準或約定
• 網路體系結構：計算機網路各層及其協議的集合

開放系統資訊交換設計的幾個概念

• 實體（entity）：交換資訊的硬體或軟體程序
• 協議（protocol）：控制兩個對等實體通訊的規則
• 服務（service）：下層向上層提供服務，上層需要使用下層提供的服務來實現本層的功能
• 服務訪問點（SAP）：相鄰兩層實體間交換資訊的地方

五層協議對應的資料單元

1. 物理層===========0110101010100000100100
2. 資料鏈路層========資料幀
3. 網路層============IP資料報（IP分組）
4. 運輸層============運輸層報文
5. 應用層============應用層（傳輸資料單元PDU）