計算機網絡簡介N

網絡基礎計算機網絡簡介什么是計算機網絡計算機網絡的結構計算機網絡概念計算機網絡就是將分布在不同地理位置的具有獨立工作能力的計算機、終端及其附屬設備用通信設備和通信線路連接起來，并配置網絡軟件，以實現資源共享的系統不同地理位置終端通信設備和通信線路資源共享計算機網絡概念簡單的網絡復雜的網絡用“圖”表示網絡網絡網絡網絡網絡網絡網絡網絡結點鏈路結點鏈路結點圖例計算機集線器路由器網絡簡單的網絡計算機網絡特點計算機網絡的特點與功能1自主性自主功能的計算機主機（Host）或節點40%+=數據資源軟件資源硬件資源通過網絡設備及通信線路連接起來，并遵循所規定的通信規則計算機網絡特點計算機網絡的特點與功能1自主性2互聯性主機主機通信設備傳輸介質計算機網絡特點計算機網絡的特點與功能1自主性2互聯性3三個目的實現通信交往信息資源交流計算機分布資源共享或協同工作計算機網絡特點計算機網絡的特點與功能1自主性2互聯性3三個目的1計算機之間及用戶間相互通信2實現硬件、軟件及數據等資源的共享3計算機之間或用戶間協同工作計算網絡結構資源子網通信子網路由器主機服務器通信子網：由通信控制處理機、通信線路和其他網絡通信設備組成資源子網：由主機系統、終端、終端控制器、連網外設、各種軟件資源與信息資源組成。計算網絡結構從互聯網的工作方式上看，可以劃分為兩大塊：邊緣部分：

由所有連接在互聯網上的主機組成。這部分是用戶直接使用的，用來進行通信（傳送數據、音頻或視頻）和資源共享。核心部分：由大量網絡和連接這些網絡的路由器組成。這部分是為邊緣部分提供服務的（提供連通性和交換）?；ヂ摼W的核心部分互聯網的邊緣部分主機路由器網絡計算網絡結構處在互聯網邊緣的部分就是連接在互聯網上的所有的主機。這些主機又稱為端系統(endsystem)。端系統在功能上可能有很大的差別：1.小的端系統可以是一臺普通個人電腦，具有上網功能的智能手機，甚至是一個很小的網絡攝像頭。2.大的端系統則可以是一臺非常昂貴的大型計算機。3.端系統的擁有者可以是個人，也可以是單位（如學校、企業、政府機關等），當然也可以是某個ISP?；ヂ摼W的邊緣部分計算網絡結構端系統之間通信的含義“主機A和主機B進行通信”實際上是指：“運行在主機A上的某個程序和運行在主機B上的另一個程序進行通信”。即“主機A的某個進程和主機B上的另一個進程進行通信”。簡稱為“計算機之間通信”。計算網絡結構端系統之間的兩種通信方式端系統之間的通信方式通?？蓜澐譃閮纱箢悾嚎蛻?/p>

服務器方式（C/S方式）即Client/Server方式，簡稱為C/S方式。對等方式（P2P方式）即Peer

to

Peer方式，簡稱為P2P方式。1.客戶-服務器方式客戶

(client)和服務器

(server)都是指通信中所涉及的兩個應用進程?？蛻?/p>

服務器方式所描述的是進程之間服務和被服務的關系?？蛻羰欠盏恼埱蠓剑掌魇欠盏奶峁┓?。服務請求方和服務提供方都要使用網絡核心部分所提供的服務。計算網絡結構客戶

服務器工作方式運行客戶程序網絡邊緣網絡核心運行服務器程序AB①請求服務客戶服務器客戶A向服務器B發出請求服務，服務器B向客戶A提供服務②得到服務計算網絡結構客戶軟件的特點被用戶調用后運行，在打算通信時主動向遠地服務器發起通信（請求服務）。因此，客戶程序必須知道服務器程序的地址。不需要特殊的硬件和很復雜的操作系統。計算網絡結構服務器軟件的特點一種專門用來提供某種服務的程序，可同時處理多個遠地或本地客戶的請求。系統啟動后即自動調用并一直不斷地運行著，被動地等待并接受來自各地的客戶的通信請求。因此，服務器程序不需要知道客戶程序的地址。一般需要強大的硬件和高級的操作系統支持?？蛻襞c服務器的通信關系建立后，通信可以是雙向的，客戶和服務器都可發送和接收數據。計算網絡結構2.對等連接方式對等連接(peer-to-peer，簡寫為P2P)是指兩個主機在通信時并不區分哪一個是服務請求方還是服務提供方。只要兩個主機都運行了對等連接軟件(P2P軟件)，它們就可以進行平等的、對等連接通信。雙方都可以下載對方已經存儲在硬盤中的共享文檔。計算網絡結構對等連接工作方式（P2P方式）網絡邊緣網絡核心運行P2P程序運行P2P程序DCEF運行P2P程序運行P2P程序計算網絡結構對等連接方式的特點對等連接方式從本質上看仍然是使用客戶服務器方式，只是對等連接中的每一個主機既是客戶又是服務器。例如主機C請求D的服務時，C是客戶，D是服務器。但如果C又同時向F提供服務，那么C又同時起著服務器的作用。對等連接工作方式可支持大量對等用戶（如上百萬個）同時工作。計算網絡結構

互聯網的核心部分網絡核心部分是互聯網中最復雜的部分。網絡中的核心部分要向網絡邊緣中的大量主機提供連通性，使邊緣部分中的任何一個主機都能夠向其他主機通信（即傳送或接收各種形式的數據）。在網絡核心部分起特殊作用的是路由器(router)。路由器是實現分組交換

(packetswitching)的關鍵構件，其任務是轉發收到的分組，這是網絡核心部分最重要的功能。計算網絡結構互聯網的邊緣部分路由器網絡互聯網的核心部分網絡在網絡核心部分起特殊作用的是路由器

(router)。路由器是實現分組交換

(packetswitching)的關鍵構件，其任務是轉發收到的分組，這是網絡核心部分最重要的功能。分組轉發是網絡核心部分最重要的功能。計算網絡結構典型交換技術包括：電路交換分組交換報文交換等?；ヂ摼W的核心部分采用了分組交換技術。計算網絡結構1.電路交換的主要特點2部電話機只需要用1對電線直接連接就能夠互相通話。

(a)兩部電話直接相連電話機的不同連接方法計算網絡結構1.電路交換的主要特點5部電話機兩兩直接相連，需10對電線。(b)5部電話機兩兩直接相連電話機的不同連接方法計算網絡結構N部電話機兩兩直接相連，需N(N–1)/2對電線。這種直接連接方法所需要的電線對的數量與電話機數量的平方（N

2）成正比。1.電路交換的主要特點計算網絡結構使用交換機當電話機的數量增多時，就要使用交換機來完成全網的交換任務。交換機每一部電話都直接連接到交換機上，而交換機使用交換的方法，讓電話用戶彼此之間可以很方便地通信。

所采用的交換方式就是電路交換(circuitswitching)。

(c)用交換機連接許多部電話電話機的不同連接方法計算網絡結構“交換”的含義“交換”(switching)的含義就是轉接

——把一條電話線轉接到另一條電話線，使它們連通起來。從通信資源的分配角度來看，“交換”就是按照某種方式動態地分配傳輸線路的資源。計算網絡結構電路交換特點電路交換必定是面向連接的。電路交換分為三個階段：建立連接：建立一條專用的物理通路，以保證雙方通話時所需的通信資源在通信時不會被其他用戶占用；通信：主叫和被叫雙方就能互相通電話；釋放連接：釋放剛才使用的這條專用的物理通路（釋放剛才占用的所有通信資源）。計算網絡結構電路交換的用戶始終占用端到端的通信資源AB電信網交換機交換機交換機交換機中繼線用戶線用戶線CDEF電路交換舉例A和B通話經過四個交換機。通話在A到B的連接上進行。計算網絡結構電路交換特點計算機數據具有突發性。這導致在傳送計算機數據時，通信線路的利用率很低（用來傳送數據的時間往往不到10%甚至不到1%）。計算網絡結構2.分組交換的主要特點分組交換則采用存儲轉發技術。在發送端，先把較長的報文劃分成較短的、固定長度的數據段。報文假定這個報文較長不便于傳輸1101000110101010110101011100010011010010計算網絡結構添加首部構成分組每一個數據段前面添加上首部構成分組(packet)。數據數據數據首部首部首部分組1分組2分組3報文請注意：現在左邊是“前面”計算網絡結構分組交換的傳輸單元分組交換網以“分組”作為數據傳輸單元。依次把各分組發送到接收端（假定接收端在左邊）。數據首部分組1數據首部分組2數據首部分組3以分組為基本單位在網絡中傳送計算網絡結構收到分組后剝去首部接收端收到分組后剝去首部還原成報文。數據首部分組1數據首部分組2數據首部分組3收到的數據計算網絡結構最后還原成原來的報文最后，在接收端把收到的數據恢復成為原來的報文。數據數據數據報文1101000110101010110101011100010011010010這里我們假定分組在傳輸過程中沒有出現差錯，在轉發時也沒有被丟棄。計算網絡結構分組交換的傳輸單元每一個分組的首部都含有地址（諸如目的地址和源地址）等控制信息。分組交換網中的結點交換機根據收到的分組首部中的地址信息，把分組轉發到下一個結點交換機。每個分組在互聯網中獨立地選擇傳輸路徑。用這樣的存儲轉發方式，最后分組就能到達最終目的地。計算網絡結構分組交換的示意圖(a)核心部分的路由器把網絡互連起來網絡核心部分H1H5H2H4H3H6路由器網絡主機計算網絡結構分組交換的示意圖(b)核心部分中的網絡可用一條鏈路表示H1H5H2H4H3H6發送的分組路由器AEDBC主機網絡核心部分計算網絡結構分組交換網的示意圖注意分組路徑的變化！H1

向H5

發送分組H2

向H6

發送分組ABDEC路由器H2H4H6H5H3H1互聯網主機計算網絡結構注意分組的存儲轉發過程H1ABDECH5H6H2H3路由器最后到達目的主機H5互聯網H1

向H5

發送分組H4在路由器A暫存查找轉發表找到轉發的端口轉發在路由器