适用计算机网络（第七版）
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第一章概述

1.1计算机网络在信息时代中的作用

21世纪的一些重要特征：数字化、网络化、信息化，是一个以网络为核心的信息时代。

最初的网络：电信网络，有线电视网络，计算机网络。
随着技术的发展电信网络与有线电视网络逐渐融入了计算机网络技术。

Internet:是由数量极大的各种计算机网络互连起来的，是覆盖全球的。

互联网的两个重要基本特点：连通性与共享

• 连通性：用户之间，无论距离，都可以便捷、经济地交换信息
  注意：互联网具有虚拟的特点，无法准确知道对方是谁，也无法知道对方的位置
• 共享：资源共享，资源可以是信息、软件、硬件等,可供用户方便的读取下载。

计算机网络较好的定义：计算机网络主要是由一些通用的、可编程的硬件互连而成的，而这些硬件并非专门用来实现某一特定目的（例如，传送数据或视频信号）。这些可编程的硬件能够用来传送多种不同类型的数据，并能支持广泛的和日益增长的应用。

1.2互联网概述

1.2.1网络的网络

计算机网络（网络）：由若干个节点和连接这些节点的链路组成。
互联网：“网络”的“网络”。
网络的云表示：

主机在“云”里，云表示的网络已经包含了和网络相连的计算机。
主机（与网络相连的计算机）在“云外”，云表示的互联网里面就只剩下许多路由器和连接这些路由器的链路。

一些基本概念：网络把许多计算机连接在一起，而互联网则把许多网络通过路由器连接在一起。与网络相连的计算机常称为主机。

1.2.2互联网基础结构发展的三个阶段

第一个阶段：单个网络ARPANET向互联网发展过程。

互联网：特指 Internet，它起源于美国，是由数量极大的各种计算机网络互连起来而形成的一个互连网络。它采用 TCP/IP 协议族作为通信规则，是一个覆盖全球、实现全球范围内连通性和资源共享的计算机网络。

Internet与internet：

• Internet：以小写字母 “i” 开始的 internet（互连网）是一个通用名词，它泛指由多个计算机网络互连而成的网络。
• Internet：以大写字母 “I” 开始的的 Internet（互联网或因特网）则是一个专用名词，它指当前全球最大的、开放的、由众多网络相互连接而成的特定计算机网络，它采用 TCP/IP 协议族作为通信的规则，且其前身是美国的 ARPANET
• 任意把几个计算机网络互连起来（不管采用什么协议），并能够相互通信，这样构成的是一个互连网 (internet)，而不是互联网 (Internet)。
  

第二个阶段：三级结构的互联网，分为主干网，地区网，校园网（或企业网）。

第三个阶段：逐渐形成了多层次 ISP 结构的互联网。

ISP：互联网服务提供者(Internet Service Provider)，根据提供服务的覆盖面积大小以及所拥有的IP地址数目的不同，ISP 也分成为不同层次的 ISP：主干 ISP、地区 ISP和本地 ISP。

IXP：允许两个网络直接相连并交换分组，而不需要再通过第三个网络来转发分组。

万维网（www):广泛使用在互联网上，大大方便了广大非网络专业人员对网络的使用。

1.2.3互联网的标准化工作

ISOC：互联网协会。
IAB：互联网体系结构委员会，包含互联网工程部（IETF)与互联网研究部（IRTF）
IETF:工作组WG组成，IESG管理 。
IRTF:研究组RG组成，IRSG管理。

RFC：互联网标准形式，所有互联网标准都是以RFC形式在互联网上发布的，但反过来则不是。
互联网标准：经过三个阶段

• 互联网草案 (Internet Draft) ——有效期只有六个月。在这个阶段还不是 RFC 文档。
• 建议标准 (Proposed Standard) ——从这个阶段开始就成为 RFC 文档。
• 互联网标准 (Internet Standard) ——达到正式标准后，每个标准就分配到一个编号 STD xxxx。 一个标准可以和多个 RFC 文档关联。
• 后来简化为二个阶段：建议标准，互联网标准。

1.3 互联网的组成

互联网的划分：划分为两大块：

• 边缘部分： 由所有连接在互联网上的主机组成。这部分是用户直接使用的，用来进行通信（传送数据、音频或视频）和资源共享。
• 核心部分：由大量网络和连接这些网络的路由器组成。这部分是为边缘部分提供服务的（提供连通性和交换）。

1.3.1互联网的边缘部分

端系统：处在互联网边缘的部分就是连接在互联网上的所有的主机。

端系统之间通信的含义：运行在主机 A 上的某个程序和运行在主机 B 上的另一个程序进行通信。简称为“计算机之间通信”

端系统之间的两种通信方式：客户——服务器方式（C/S方式)与对等方式（P2P方式）

C/S方式：客户 (client) 和服务器 (server) 都是指通信中所涉及的两个应用进程，客户-服务器方式所描述的是进程之间服务和被服务的关系，客户是服务的请求方，服务器是服务的提供方。

• 客户软件的特点：1）被用户调用后运行，在打算通信时主动向远地服务器发起通信（请求服务）。因此，客户程序必须知道服务器程序的地2）不需要特殊的硬件和很复杂的操作系统。
• 服务器软件的特点：1）一种专门用来提供某种服务的程序，可同时处理多个远地或本地客户的请求2）系统启动后即自动调用并一直不断地运行着，被动地等待并接受来自各地的客户的通信请求。因此，服务器程序不需要知道客户程序的地址。3）一般需要强大的硬件和高级的操作系统支持。
• 客户与服务器的通信关系建立后，通信可以是双向的，客户和服务器都可发送和接收数据。

P2P方式:指两个主机在通信时并不区分哪一个是服务请求方还是服务提供方。只要两个主机都运行了对等连接软件 ( P2P 软件) ，它们就可以进行平等的、对等连接通信双方都可以下载对方已经存储在硬盘中的共享文档。

• 对等连接方式的特点：1）对等连接方式从本质上看仍然是使用客户服务器方式，只是对等连接中的每一个主机既是客户又是服务器。2）对等连接工作方式可支持大量对等用户（如上百万个）同时工作。

1.3.2 互联网的核心部分

网络中的核心部分要向网络边缘中的大量主机提供连通性，使边缘部分中的任何一个主机都能够向其他主机通信（即传送或接收各种形式的数据）。分组转发是网络核心部分最重要的功能。
路由器：网络核心部分起特殊作用，是实现分组交换 (packet switching) 的关键构件，其任务是转发收到的分组。
交换：按照某种方式动态分配传输线路的资源。
电路交换：面向连接的，电路交换的用户始终占用端到端的通信资源，必须经过以下三个步骤

• 建立连接：建立一条专用的物理通路，以保证双方通话时所需的通信资源在通信时不会被其他用户占用；

• 通信：主叫和被叫双方就能互相通电话；

• 释放连接：释放刚才使用的这条专用的物理通路（释放刚才占用的所有通信资源）。

电路交换特点：计算机数据具有突发性，这导致在传送计算机数据时，通信线路的利用率很低