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西安網(wǎng)站建設維護76人vs猛龍

news 2025/7/3 23:20:33

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前言

???????今天，小編我也要進入計算機網(wǎng)絡的整個內(nèi)容，雖然這個計算機網(wǎng)絡的內(nèi)容在考研部分中占比比較小，有些人不把這一部分當成重點，這種想法是錯誤的。我覺得考研的這四個內(nèi)容都是非常重要的，我們需要進行全力以赴的對待每一個內(nèi)容，以提高自身素質(zhì)為主要任務。

???????就這樣，可能這一篇博客會比較難懂，可以看完一頭霧水，沒關系，等往后在學一部分，自然這篇博客就可以看懂了。本篇博客將會出現(xiàn)大量名詞，請做好準備！

【考綱內(nèi)容】?

一、計算機網(wǎng)絡概述

計算機網(wǎng)絡的概念、組成與功能；計算機網(wǎng)絡的分類
計算機網(wǎng)絡的性能指標

二、計算機網(wǎng)絡體系結構與參考模型

計算機網(wǎng)絡分層結構；計算機網(wǎng)絡協(xié)議、接口、服務的概念
ISO/OSI參考模型和TCP/IP模型

【特別注意】?

???????本章主要介紹計算機網(wǎng)絡體系結構的基本概念，讀者可以在理解的基礎上適當?shù)赜洃?。重點掌握網(wǎng)絡的分層結構（包括5層和7層結構），尤其是ISO/OSI參考模型各層的功能及相關協(xié)議、接口和服務等概念。掌握有關網(wǎng)絡的各項性能指標。特別是時延、帶寬、速率和吞吐量等的計算。

一、計算機網(wǎng)絡概述?

1.1 計算機網(wǎng)絡的概念

???????講到計算機網(wǎng)絡，首先映入我們眼簾的名詞是：網(wǎng)絡。那”網(wǎng)絡“又是什么呢？網(wǎng)絡就是”網(wǎng)一樣的東西或網(wǎng)狀系統(tǒng)“。

???????那么生活中常用的網(wǎng)絡有哪些呢？生活中常用的網(wǎng)絡有：人體內(nèi)神經(jīng)網(wǎng)絡、電信網(wǎng)絡、有線電視網(wǎng)絡、電網(wǎng)、計算機網(wǎng)絡?，F(xiàn)在有一個網(wǎng)絡熱詞：三網(wǎng)融合（四網(wǎng)融合）。三網(wǎng)融合過后又有了四網(wǎng)融合。由此可以看出計算機網(wǎng)絡的重要性。

【重點：計算機網(wǎng)絡的概念】一般認為，計算機網(wǎng)絡是一個將分散的、具有獨立功能的計算機系統(tǒng)，通過通信設備與線路鏈接起來，用功能完善的軟件實現(xiàn)資源共享和信息傳遞的系統(tǒng)。簡而言之，計算機網(wǎng)絡就是一些互聯(lián)的、自治的計算機系統(tǒng)的集合。

總結一下上面所涉及到的一些名詞：

三網(wǎng)融合：在現(xiàn)在社會中，我們可以將視頻、圖片等轉(zhuǎn)換為0/1的比特流，這樣可以通過計算機網(wǎng)絡將有線電視網(wǎng)絡與電信網(wǎng)絡巧妙地融合起來，達到在電腦上看電視，在電腦上打電話。
通信設備：路由器、中繼器等；
線路：邏輯線路（有線與無線）
互聯(lián)：通過通信鏈路互聯(lián)互通；
自治：無主從關系?

1.2 計算機網(wǎng)絡的功能

???????計算機網(wǎng)絡的功能有很多，現(xiàn)在有很多應用都與網(wǎng)絡有關。但網(wǎng)絡的主要的五個功能將在下面一一介紹：

1.2.1 數(shù)據(jù)通信

???????它是計算機網(wǎng)絡最基本和最重要的功能（一定要記住，可能會有選擇題考察）。

功能	用來實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)計算機之間各種信息的傳輸，并將分散在不同地理位置的計算機聯(lián)系起來，進行統(tǒng)一的調(diào)配、控制和管理。?
舉例	例如，文件傳輸、電子郵件等應用，離開了計算機網(wǎng)絡將無法實現(xiàn)。

1.2.2 資源共享

???????資源共享可以是軟件共享、數(shù)據(jù)共享，也可以是硬件共享。

功能	同一個計算機網(wǎng)絡上的其他計算機課使用某臺計算機的計算機資源的行為，可共享硬件、軟件、數(shù)據(jù)。
優(yōu)點	它使計算機網(wǎng)絡中的資源互通有無、分工協(xié)作，從而極大地提高硬件資源、軟件資源和數(shù)據(jù)資源的利用率。

1.2.3 分布式處理

???????多臺計算機各自承擔同一工作的不同任務。

功能	當計算機網(wǎng)絡中的某個計算機系統(tǒng)負荷過重時，可以將其處理的某個復雜任務分配給網(wǎng)絡中的其他計算機系統(tǒng)，從而利用空閑計算機資源以提高整個系統(tǒng)的利用率。
舉例	舉個例子：Hadoop平臺

1.2.4 提高可靠性

???????計算機網(wǎng)絡中的各臺計算機可以通過網(wǎng)絡互為替代機。就相當于，如果在工作中，有一臺計算機出現(xiàn)故障，可以使用另一臺計算機通過網(wǎng)絡作為替代機繼續(xù)進行工作。

1.2.5 負載均衡

功能	?將工作任務均衡地分配給計算機網(wǎng)絡中的各臺計算機
優(yōu)點	?這樣可以使各計算機之間更加親密

???????除了以上幾大主要功能外，計算機網(wǎng)絡還可以實現(xiàn)電子化辦公與服務、遠程教育、娛樂等功能，滿足了社會的需求，方便了人們學習、工作和生活，具有巨大的經(jīng)濟效益。

1.3 計算機網(wǎng)絡的發(fā)展階段（了解）

第一階段：

???????美國國防部高級研究計劃局(ARPA)設計一個分散的指揮系統(tǒng)——>ARPAnet（阿帕網(wǎng)）——>希望實現(xiàn)不同網(wǎng)絡互聯(lián)——>1983年接受TCP/IP選定Internet為主要的計算機通信系統(tǒng)——>Internet（因特網(wǎng)）

???????網(wǎng)絡把許多計算機連接在一起，而互聯(lián)網(wǎng)則把許多網(wǎng)絡連接在一起，因特網(wǎng)是世界上最大的互聯(lián)網(wǎng)。

第二階段——三級結構：

???????1985年，美國國家科學基金會(NSF)圍繞6個大型計算機中心建設計算機網(wǎng)絡，即國家科學基金網(wǎng)(NSFNET)。

第三階段：

???????多層次ISP結構，分為主干ISP，地區(qū)ISP，本地ISP?

1.4 計算機網(wǎng)絡的標準化工作（不是重點）

???????我們知道國有國法，家有家規(guī)，車有車行，那么計算機網(wǎng)絡也是一樣，雖然這一部分在考研中不是重點，但是標準化工作對計算機網(wǎng)絡至關重要。計算機網(wǎng)絡的標準化對計算機網(wǎng)絡的發(fā)展和推廣起到了極為重要的作用，這就好像是一個規(guī)則一樣，要遵守這個規(guī)則可以使其更加有序。要實現(xiàn)不同廠商的硬、軟件之間的相互連通，必須遵從統(tǒng)一的標準。

???????因特網(wǎng)的所有標準都以RFC(Request For Comments)的形式在因特網(wǎng)上發(fā)布，但并非每個RFC都是因特網(wǎng)標準，RFC要上升為因特網(wǎng)的正式標準需要經(jīng)過一下4個階段：

因特網(wǎng)草案——這一階段還不是RFC文檔。
建議標準——從這一階段開始就是RFC文檔。
草案標準（已經(jīng)取消了）
因特網(wǎng)標準

現(xiàn)在標準的分類是：法定標準——OSI 和 事實標準——TCP/IP。

在國際中，負責制定、實施相關網(wǎng)絡標準的標準化組織眾多，主要有下面幾個：

國際標準化組織（ISO）——OSI參考模型、HDLC等；
國際電信聯(lián)盟（ITU）——制定了大量有關遠程通信的標準；
國際電氣電子工程師協(xié)會（IEEE）——802標準、5G、學術機構；
Internet工程任務組（IETF）——負責因特網(wǎng)相關標準的制定。

1.5?計算機網(wǎng)絡的組成

?從不同的角度，可以將計算機網(wǎng)絡的組成分為如下幾類：

1）從組成部分上看，一個完整的計算機網(wǎng)絡主要有硬件、軟件、協(xié)議三大部分組成，缺一不可。

硬件：主要有主機（也稱端系統(tǒng)）、通信鏈路（如雙絞線、光纖）、交換設備（如路由器、交換機等）和通信處理機（如網(wǎng)卡）等組成。
軟件：主要包括各種實現(xiàn)資源共享的軟件和方便用戶使用的各種工具軟件（如網(wǎng)絡操作系統(tǒng)、郵件收發(fā)程序、FTP程序、聊天程序等）。軟件部分多屬于應用層。
協(xié)議：是一系列規(guī)則和約定的集合，是計算機網(wǎng)絡的核心。如同交通規(guī)則制約汽車駕駛一樣，協(xié)議規(guī)定了網(wǎng)絡傳輸數(shù)據(jù)時所遵循的規(guī)范。

2）從工作方式上看，計算機網(wǎng)絡（這里主要指Internet，即因特網(wǎng)）可分為邊緣部分和核心部分。

邊緣部分：有所有連接到因特網(wǎng)上、供用戶直接使用的主機組成，用來進行通信（如傳輸數(shù)據(jù)、音頻或視頻）和資源共享。用戶直接使用有兩種方式：C/S方式、P2P方式。
核心部分：由大量的網(wǎng)絡和連接這些網(wǎng)絡的路由器組成，它為邊緣部分提供連通性和交換服務。

3）從功能組成上看，計算機網(wǎng)絡有通信子網(wǎng)和資源子網(wǎng)組成。

通信子網(wǎng)：由各種傳輸介質(zhì)、通信設備和相應的網(wǎng)絡協(xié)議組成，它使網(wǎng)絡具有數(shù)據(jù)傳輸、交換、控制和存儲的能力，實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)計算機之間的數(shù)據(jù)通信。
資源子網(wǎng)：是實現(xiàn)資源共享/數(shù)據(jù)處理的設備及其軟件的集合，向網(wǎng)絡用戶提供共享其他計算機上的硬件資源、軟件資源和數(shù)據(jù)資源的服務。

1.6 計算機網(wǎng)絡的分類

1.6.1 按分布范圍分類（不能只看距離，也要看使用的是什么技術）

【重點】1.廣域網(wǎng)（WAN）。

廣域網(wǎng)的任務是提供長距離通信，運送主機所發(fā)送的數(shù)據(jù)。
廣域網(wǎng)是因特網(wǎng)的核心部分。
連接廣域網(wǎng)的各結點交換機的鏈路一般都是高速鏈路，具有較大的通信容量。
傳統(tǒng)上，廣域網(wǎng)使用交換技術。

2.城域網(wǎng)（MAN）。

城域網(wǎng)的覆蓋范圍可以跨域幾個街區(qū)甚至整個城市。
城域網(wǎng)大多采用以太網(wǎng)技術，因此有時也常并入局域網(wǎng)的范圍討論。

【重點】3.局域網(wǎng)（LAN）。

局域網(wǎng)一般用微機或工作站通過高速線路相連。
局域網(wǎng)在計算機配置的數(shù)量上沒有太多的限制，少的可以只有兩臺，多的可達幾百臺。
傳統(tǒng)上，局域網(wǎng)使用廣播技術。

4.個人區(qū)域網(wǎng)（PAN）。

個人區(qū)域網(wǎng)是指在個人工作的地方將消費電子設備（如平板電腦、智能手機等）用無線技術連接起來的網(wǎng)絡，也稱無線個人區(qū)域網(wǎng)（WPAN）。

為什么小編要在前面寫上“不能只看距離，也要看使用的是什么技術”呢？

???????原因如下：小明和小紅是一對好鄰居，有一天他們兩個人在手機上聊天。雖然他們兩個人的距離是很小的，在局域網(wǎng)范圍之內(nèi)，但是由于兩個人在聊天時使用的是交換技術，所以兩個人依然是使用廣域網(wǎng)聊天。

1.6.2 按傳輸技術分類

一、廣播式網(wǎng)絡。

所有聯(lián)網(wǎng)計算機都共享一個公共通信信道。當一臺計算機利用共享通信信道發(fā)送報文分組時，所有其他的計算機都會“收聽”到這個分組。
接收到該分組的計算機將通過檢查目的地址來決定是否接收該分組。
局域網(wǎng)基本上都采用廣播式通信技術，廣域網(wǎng)中的無線、衛(wèi)星通信網(wǎng)絡也采用廣播式通信技術。

二、點對點網(wǎng)絡。

每條物理線路鏈接一對計算機。若通信的兩臺主機之間沒有直接連接的線路，則它們之間的分組傳輸就要通過中間結點進行接收、存儲和轉(zhuǎn)發(fā)，直至目的結點。
點對點網(wǎng)絡采用分組存儲與路由選擇機制，廣域網(wǎng)基本都屬于點對點網(wǎng)絡。

1.6.3 按拓撲結構分類

???????網(wǎng)絡拓撲結構是指由網(wǎng)中結點（路由器、主機等）與通信線路（網(wǎng)線）之間的幾何關系（總線形、環(huán)形等）表示的網(wǎng)絡結構，主要指通信子網(wǎng)的拓撲結構。

???????按網(wǎng)絡的拓撲結構，主要分為總線形、星形、環(huán)形、網(wǎng)狀形等，如下圖所示。星形、總線形和環(huán)形網(wǎng)絡多用于局域網(wǎng)，網(wǎng)狀網(wǎng)絡多用于廣域網(wǎng)。

1）總線形網(wǎng)絡：用單根傳輸線把計算機連接起來。優(yōu)點：建網(wǎng)容易、增/減結點方便、節(jié)省線路。缺點：重負載時通信效率不高、總線任意一處對故障敏感。

2）星形網(wǎng)絡：每個終端或計算機都以單獨的線路與中央設備相連。中央設備早期是計算機，現(xiàn)在一般是交換機或路由器。優(yōu)點：便于集中控制和管理，因為端用戶之間的通信必須經(jīng)過中央設備。缺點：成本高、中央設備對故障敏感。

3）環(huán)形網(wǎng)絡：所有計算機接口設備連接成一個環(huán)。環(huán)可以是單環(huán)，也可以是雙環(huán)，環(huán)中信號是單向傳輸?shù)摹?/p>

4）網(wǎng)狀網(wǎng)絡：一般情況下，每個結點至少有兩條路徑與其他結點相連，多用在廣域網(wǎng)中。其有規(guī)則型和非規(guī)則型兩種。優(yōu)點：可靠性高。缺點：控制復雜，線路成本高。

1.6.4 按使用者分類

1）公用網(wǎng)——指電信公司出資建造的大型網(wǎng)絡?！肮谩笔且馑际侵杆性敢獍措娦殴镜囊?guī)定交納費用的人都可以使用這種網(wǎng)絡，因此也稱為公眾網(wǎng)。

2）專用網(wǎng)——指某個部門為滿足本單位特殊業(yè)務的需要而建造的網(wǎng)絡。這種網(wǎng)絡不向本單位以外的人提供服務。舉個例子，鐵路、電力、軍隊等部門的專用網(wǎng)。

1.6.5 按交換技術分類（以后會慢慢補充）

???????交換技術是指各主機之間、各通信設備之間或主機與通信設備之間為交換信息所采用的數(shù)據(jù)格式和交換裝置的方式。

1）電路交換網(wǎng)絡。在源結點和目的結點之間建立一條專用的通路用于傳送數(shù)據(jù)，包括建立連接、傳輸數(shù)據(jù)和斷開連接三個階段。

2）報文交換網(wǎng)絡。用戶數(shù)據(jù)加上源地址、目的地址、校驗碼等輔助信息，然后封裝成報文。整個報文傳送到相鄰結點，全部存儲后，再轉(zhuǎn)發(fā)給下一個結點，重復這個過程直到到達目的結點。每個報文可以單獨選擇到達目的結點的路徑。

3）分組交換網(wǎng)絡，也稱包交換網(wǎng)絡。

1.6.6 按傳輸介質(zhì)分類

???????傳輸介質(zhì)可以分為有線和無線兩大類，因此網(wǎng)絡可以分為有線網(wǎng)絡和無線網(wǎng)絡。有線網(wǎng)絡又分為雙絞線網(wǎng)絡、同軸電纜網(wǎng)絡等。無線網(wǎng)絡又可分為藍牙、微波、無線電等類型。

1.7 計算機網(wǎng)絡的性能指標

???????常見的性能指標大致可以分為兩類：一類與速度有關，一類與時間有關。因此，帶寬、速率、吞吐量在一類；時延、時延帶寬積、往返時延、信道利用率在一類。

速率相關指標?

1.7.1 速率

???????先來介紹速率，速率這個詞可不少見，在數(shù)學、物理和化學中都有它的身影。而網(wǎng)絡中的速率和它們不太一樣，網(wǎng)絡中的速率是指連接到計算機網(wǎng)絡上的主機在數(shù)字信道上傳送數(shù)據(jù)位數(shù)的速率，也稱數(shù)據(jù)傳輸速率、數(shù)據(jù)率或比特率，單位為b/s（比特每秒）（或bit/s，有時也寫為bps）。數(shù)據(jù)率較高時，可用kb/s、Mb/s、Gb/s表示。在計算機網(wǎng)絡中，通常把最高數(shù)據(jù)傳輸速率稱為帶寬。

1.7.2 帶寬

???????在速率中，我們可知帶寬是最高數(shù)據(jù)傳輸速率。本來表示通信線路允許通過的信號頻帶范圍，單位是赫茲。而在計算機網(wǎng)絡中，帶寬表示網(wǎng)絡的通信線路所能傳送數(shù)據(jù)的能力，是數(shù)字信道所能傳送的“最高數(shù)據(jù)傳輸速率”的同義詞，單位是比特/秒。

1.7.3 吞吐量

???????指單位時間內(nèi)通過某個網(wǎng)絡（或信道、接口）的數(shù)據(jù)量。吞吐量受網(wǎng)絡帶寬或網(wǎng)絡額定速率的限制。舉個通俗易懂的例子：

時延相關指標?

1.7.4 時延

???????指數(shù)據(jù)（一個報文或分組）從網(wǎng)絡（或鏈路）的一端傳送到另一端所需的總時間，它由4個部分構成：發(fā)送時延、傳播時延、處理時延和排隊時延。

名稱	描述	計算公式
發(fā)送時延	數(shù)據(jù)從主機到信道上所用的時間	分組長度/信道寬度
傳播時延	數(shù)據(jù)在信道上傳播所花費的時間	信道長度/電磁波在信道上傳播的速率
處理時延	數(shù)據(jù)在路由器前等待前面數(shù)據(jù)處理的時間	無計算方式
排隊時延	數(shù)據(jù)在路由器中處理需求的時間	無計算方式

注意：做題時，排隊時延和處理時延一般可忽略不計（除非題目有要求）。對于高速鏈路，提高的只是數(shù)據(jù)發(fā)送速率而不是比特在鏈路上的傳播速率。提高數(shù)據(jù)的發(fā)送速率只是為了減少數(shù)據(jù)的發(fā)送時延。?

1.7.5 時延帶寬積

描述	指該管道可以容納的比特數(shù)量
公式	傳播時延 * 信道帶寬

1.7.6 往返時延RTT

描述	發(fā)送端發(fā)送數(shù)據(jù)開始，到發(fā)送端收到來自接收端的確認（接收端收到數(shù)據(jù)后便立即發(fā)送確認），總共經(jīng)歷的時延
公式	RTT=傳播時延x2+處理時間(有時可能直接忽略)