1.1_1 计算机网络的概念、功能、组成和分类

1.1_1 计算机网络的概念、功能、组成和分类

（一）计算机网络的概念

  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。

  计算机网络是互连的、自治的计算机集合。

  互连——通过通信链路互联互通。

  自治——（各个终端/节点之间）无主从关系。

（二）计算机网络的功能

1.数据通信

  例如，有两台主机，其中一台主机给另一台主机发送pdf文件……

2.资源共享

  同一个计算机网络上的其他计算机可使用某台计算机的计算机资源的行为，可共享硬件、软件、数据。

  例1，打印机就是一个网络内可共享的硬件资源。（至于打印机如何处理网络内发来的各个打印请求，就是操作系统中需要学习的了）

  例2，我在网络中用电脑A远程访问电脑B中的一些软件（办公软件、画图软件……），就是实现了软件的资源共享。

  例3，在百度网盘中上传/下载一些数据文件，就是数据资源的共享。

注意：上面两个功能十分重要。

3.分布式处理

  多台计算机各自承担同一工作任务的不同部分。这样一来，既可以提高工作效率，又可以避免某台计算机的负载过大。

4.提高可靠性

  由于使用了分布式处理，那么网络中的一台服务器如果坏掉了，我们可以用另一台机器（替代机）来接班。

5.负载均衡

  也是分布式处理衍生出的一种特点。各计算机之间的工作效率提高，更合理的安排和分布资源。

……（还有很多其他的功能）

  计算机网络的发展阶段：略。

（三）计算机网络的组成

1.组成部分

  硬件、软件、协议（一系列规则和约定的集合）。

2.工作方式

  边缘部分、核心部分。

  1）边缘部分——端和端之间的通信：两个系统之间的进程通信。

    有两种方式：

    C/S方式（Client/Server，客户/服务器），是服务与被服务的关系。例如：用户A使用微信发消息，该消息会先发送到腾讯的服务器，再由服务器发到用户B的微信上。其中，发出请求的就叫“客户”，承接请求的就叫“服务器”。同一时刻会有很多访问服务器的请求，同一时刻的请求越多，则服务器的响应越慢。

  补充对比：B/S方式。

  C/S方式通常要求用户下载一些软件、客户端，例如QQ、微信等。B/S方式中的“B”指的就是“Browser，浏览器”。B/S方式与C/S方式基本类似，只是把C/S要求下载的一些软件、客户端变成了浏览器而已。除此之外的一些访问请求是完全类似的。

    P2P方式（Peer-to-Peer），是对等的关系。没有哪台服务器永远都是服务器，也没有哪台服务器永远都是客户。在这种方式下，所有的主机都有两个身份——一面是提供服务的服务者，另一面是使用服务的客户。这种方式下的每一个端系统既是客户，又是服务器。

  P2P方式下，就是一个“我为人人，人人为我”的局面。

  如图，A中有一个500M大小的电影，B从A中请求下载了250M，此时，C又可以从B中请求下载，下载了200M。

  这时，D可以从A、B、C同时请求下载，即同时有三个主机向它传送文件，可想而知它获取这个文件的速度就会变快。

  所以，在P2P方式下，主机越多，人们下载的速度就会越快。这个特点，刚好和C/S方式是相反的（因为C/S方式是请求的越多，响应的越慢）。

  2）核心部分

  核心部分是用来为边缘部分提供服务的。

  包括一些路由器、中间设备、网络等等。

3.功能组成

  上文提到，计算机网络有两个最重要的功能——数据通信、资源共享。

  那么，根据这两点功能，就可以把计算机网络分成通信子网（实现数据通信）、资源子网（实现资源共享/数据处理）。

  最下面三层相当于把一条公路给铺好。

  最上面三层相当于把一些需要运输的东西给封装整理好，然后送上公路。

  中间的传输层也是非常重要的，起着一个承接上下的作用。

  类比网购：我在京东/淘宝上买了一件商品。

  资源子网——相当于商家把这件商品打包、整理好。至于这个商品是怎样被送到用户手中（是卡车、货车、摩托车、轮船？），不是它需要考虑的。

  传输层——承上启下，负责把打包好的商品送到物流公司手上。

  通信子网——相当于这件商品就发货上路了。

（四）计算机网络的分类

1.按分布范围分

  1）广域网WAN（交换技术）

  2）城域网MAN

  3）局域网LAN（广播技术）

  4）个人区域网PAN

  注意：判断一个网络是哪种类型，不应该只看它的范围大小，更重要的是看它使用的是什么技术。例如，我就住在你家隔壁，但是我们都是使用拨号上网，那么也应该称之为广域网，而并非局域网。

  交换技术，是使用路由器等中间设备，把数据一点一点的转发、存储，并交换出去。

  广播技术，类似于在一个村子里，村长用大喇叭进行广播，只适用于较小范围。

2.按使用者分

  1）公用网（比如中国电信）。

  2）专用网（比如政府、军队、公司的内网）。

3.按交换技术分

  1）电路交换。

  首先，建立连接；然后，通话（一直占用着这条资源线路）；最后，释放连接，归还通信资源。

  特点：通话的过程中一直占用着这条资源，不能被别人使用。

  2）报文交换

  3）分组交换

  报文交换、分组交换，与电路交换相比而言，它们就温和一点（不是一直霸占着资源）。

  它们的技术特点是存储、转发。

  它们两者之间的主要区别是，它们的主体不一样，看这个数据是报文，还是分组的形式。

  报文——就是一个完整的文件，例如一个媒体文件。

  分组——其实就是把报文切开了，切成一组一组的。

  存储、转发——我们将要发送的数据，无论它是报文还是分组，我们都要把它放到网络上进行传输。可能这个数据交给了一个路由器R1，那么这个路由器就会先存下来我的报文/分组，然后看往哪发。此时，还有两个路由器R2、R3，而它发现，如果走R2，发送的速度会更快一点，那它就会把这个数据转发给R2这条路。

  特点：只是一段一段地占用通信链路，并不是独享占用整条线路资源。此外，即使是同一小段链路，也可以让多个数据在上面传输发送。总之，相比于电路交换方式，是非常友好的。

4.按拓扑结构分

  拓扑结构，其实就是把网络中的节点（节点：可以是路由器、交换机这些中间设备，也可以是端系统当中的主机）变成如图所示的一个个小支点（小圆圈），然后把通信链路抽象成一条线。把“圆圈”和“线”组织在一起的结构就称之为“拓扑结构”。

  在考试中可能的考察方式：“星型”中，节点数和链路数的关系。例：6个节点，需要5条链路。

5.按传输技术分

  1）广播式网络。

  是应用在局域网当中的一种网络。

  共享公共通信信道。——通常使用的是“总线型”的拓扑结构，所有联网的计算机都可以共享使用这条信道，而且当一台计算机发送某个报文/分组时，其他所有计算机都会收到这个报文/分组。（就像我在大喇叭中说了一句话，整个村子的人都能听见）

  2）点对点网络。

  通常对应于广域网。在广域网中，通常都是点对点网络。

  使用分组存储转发和路由选择机制。——在网络中两台主机如果想要通信，但是没有直接连接的话，它就需要很多中间节点来实现分组的存储、转发和路由的选择。（也就是刚刚“报文交换、分组交换”当中所讲的机制）

  点对点网络，与广播式网络所不同的是：点对点网络中，我发送的信息并不是所有人都听得到，只有你才听得到。而这个信息如何传到你那里，就需要分组存储转发以及路由选择机制。

总结