【计网】计算机网络概述

目录

一、计算机网络的概念

二、计算机网络的组成

1、从组成部分上看

2、从工作方式上看

3、从功能组成上看

三、计算机网络的功能

1、数据通信

2、资源共享

3、分布式处理

4、提高可用性

5、负载均衡

四、计算机网络的分类

1、按分布范围

1.广域网

2.城域网

3.局域网

4.个人区域网

2、按传输技术

1.广播式网络

2.点对点网络

3、按拓扑结构

1.总线型网络

2.星型网络

3.环形网络

4.网状网络

4、按交换技术

1.电路交换网络

2.报文交换网络

3.分组交换网络

5、按传输介质

6、按使用者

1.公用网

2.专用网

五、计算机网络的性能指标

1、带宽

2、速率

3、吞吐量

4、时延

5、时延带宽积

6、利用率

---

一、计算机网络的概念

一般认为计算机网络是一个将分散的、具有独立功能的计算机系统，通过通信设备与线路连接起来，由功能完善的软件实现资源共享和信息传递的系统，计算机网络是一些互联的、自治的计算机系统的集合

二、计算机网络的组成

1、从组成部分上看

一个完整的计算机网络主要由硬件、软件、协议三大部分组成，三者缺一不可。硬件主要由主机、通信链路、交换设备和通信处理机组成。软件主要包括各种实现资源共享的软件和方便用户使用的工具软件。协议是计算机网络的核心，就如交通规则制约汽车驾驶一样

2、从工作方式上看

计算机网络主要分为边缘部分和核心部分。边缘部分由所有连接因特网供用户直接使用的主机组成，用来进行通信和资源共享；核心部分由大量的网络和连接这些网络的路由器组成，他为边缘部分提供连通性和交换服务。

3、从功能组成上看

计算机网络主要由资源子网和通信子网组成，通信子网由各种传输介质、通信设备和相应的网络协议组成，他使网络具有数据传输、交换、控制和存储能力，实现联网计算机之间的通信。资源子网是实现资源共享功能的设备与软件的集合。

三、计算机网络的功能

1、数据通信

数据通信是计算机网络最基本和最重要的功能，用来实现联网计算机之间的各种信息传输，并将分散在不同地理位置的计算机连接起来，进行统一的调配、控制和管理

2、资源共享

资源共享可以是软件共享、数据共享、硬件共享。它使得计算机网络中的资源互通有无、分工协作，从而极大提高资源的利用率

3、分布式处理

当计算机网络中某台计算机负载过重时，可用将他处理的某个复杂的任务分配给计算机网络中的其他计算机系统，从而利用空闲计算机资源来提高整合系统利用率

4、提高可用性

计算机网络中任何一个计算机都互为替代机

5、负载均衡

四、计算机网络的分类

1、按分布范围

1.广域网

广域网的任务是提供长距离的通信，他的覆盖范围同时是直径几十千米到几千千米，他是因特网的核心

2.城域网

大多采用以太网技术，其覆盖范围可用跨越几条街区甚至整个诚实5到50千米

3.局域网

局域网一般用微机或者工作站通过高速公路相连，覆盖范围小几十米到几千米的区域，局域网采用的是广播技术而广域网采用的是交换技术。广域网与局域网的差距不止在覆盖范围上还主要在于他们的技术实现与协议上

4.个人区域网

指的是在个人工作地方将消费电子设备通过无线技术连接起来的网络

2、按传输技术

1.广播式网络

所有联网的计算机都共享一个公共通信信道，当一台计算机利用共享信道发送报文分组时，所有其他计算机都会收听这个分组，接收到该分组的计算机将通过检查目的地址来决定是否接收该分组

2.点对点网络

每条物理线路连接一对计算机，如果通信双方没有直接连接的线路，则他们直接的分组传输就要通过中间节点进行接收存储和转发，直到目的地

是否采用分组存储转发和路由选择机制是点对点网络与广播网络的重要区别

3、按拓扑结构

1.总线型网络

用单根传输线把计算机连接起来。总线型的优点是建网容易，节省线路。缺点是重负载时通信效率不高、总线任意一处对故障敏感

2.星型网络

每个终端或计算机都以单独的线路与中央设备相连。中央设备早期是计算机，现在一般是路由器或者交换机。星型网络便于控制和管理，但是成本高，中央设备对故障敏感高

3.环形网络

所有计算机接口设备连接成一个环。环中信号是单向传输的

4.网状网络

一般情况下，每个节点至少有两条路径与其他节点相连，多用于在广域网中。优点是可靠性高，缺点是控制复杂，线路成本高

4、按交换技术

1.电路交换网络

在源节点和目的节点之间建立一条专属的通路用于数据传输，包括建立连接 传输数据 断开连接三步。优点是数据直接传输时延小，但是缺点是线路利用率低，不能充分利用线路容量，不便于进行差错控制

2.报文交换网络

用户数据加上源地址，目的地址，校验码等信息封装成报文传送到相邻节点，然后进行存储转发，再发送给下一个节点直到数据到的目的主机。优点是可以较为充分的利用线路容量，可以实现不同链路之间不同数据传输速率的切换，可以实现一对多 多对多的访问，可以实现差错控制。缺点是增大了资源 开销，增加了缓冲时延，需要额外的控制机制来保证多个报文的顺序不乱序，缓冲区难以管理

3.分组交换网络

将数据分成较短的固定长度的数据块，在每个数据块加上目的地址、源地址等控制信息，以存储转发的方式传输，其主要特点是单个分组传送到相邻结点，存储后查找转发表，转发到下一个节点。现在主流的网络基本上都使用分组交换网络

5、按传输介质

按传输介质可分为有线和无线两类

6、按使用者

1.公用网

指电信公司出资建造的大型网络

2.专用网

指某个部门为了满足本单位特殊业务的需要而建造的网络

五、计算机网络的性能指标

1、带宽

在计算机网络中，带宽表示网络的通信线路所能传输数据的能力，是数字信道所能传输的最高数据传输率的同义词，单位是比特每秒

2、速率

是指连接到计算机网络上的主机在数字信道上传输数据的速率，也叫做数据传输速率、数据率、比特率，单位是比特每秒

3、吞吐量

指单位时间内通过某个网络或信道、接口的数据量。吞吐量受网络带宽和网络额定速率的限制

4、时延

指的数据从一个链路的一端传送到另一端所需要的总时间，他主要由4部分组成：发送时延、传播时延、排队时延、处理时延。

发送时延

结点将分组的所有比特推向链路所需要的时间，就是从发送分组的第一个比特开始算起，到该分组的最后一个比特发送完成所需要的时间

发送时延=分组长度/信道宽度

传播时延

电磁波在信道中传播一定距离所需要的时间，也就是从第一个比特从链路的一端传送到另一端所需要的时间

传播时延=信道长度/电磁波在信道上的传播速率

处理时延

数据在交换节点为存储转发而进行的一些处理所花费的时间。比如分析分组首部、从分组中提取数据部分、进行差错控制等

排队时延

分组在进入路由器后要先在输入队列中排队等待处理。路由器确定转发端口后还要在输出队列中排队等待出发

总时延=发送时延+传播时延+排队时延+处理时延

5、时延带宽积

指发送端从发送的第一个比特到达接收端时，发送端已经发出的比特数

时延带宽积=传播时延×信道带宽

6、利用率

指出某一信道有百分之多少的时间是有数据通过的 等于有数据通过的时间/（有+无）数据通过时间